WO2002066233A1 - Successively biaxial-oriented porous polypropylene film and process for production thereof - Google Patents

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WO2002066233A1
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polypropylene
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nucleating agent
stretching
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Kiyoshi Sadamitsu
Naoki Ikeda
Manabu Hoki
Kenichiro Nagata
Koichi Ogino
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New Japan Chemical Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a porous polypropylene successively biaxially stretched film having a large number of fine continuous through holes, a method for producing the same, and a battery separator comprising the film.
  • first class BACKGROUND ART Polypropylene has crystal forms such as ⁇ crystal
  • porosity may not be obtained.
  • the mechanism of porosity using crystals is complicated, and stable industrial manufacturing conditions are still established. And there was room for improvement.
  • porous polypropylene films have been used in various fields utilizing their properties. Specifically, it is used as a disposable diaper, sanitary product, or packaging material using its moisture permeability, as a synthetic paper or wallpaper material using its printing characteristics, and as a filtration membrane or battery separator using its separating characteristics. Has been applied.
  • the electric resistance value be as low as possible. Physically, the electric resistance per 1 mi 1 (25 fi m) of thickness is less than 30 ohm ⁇ in, more preferably less than 20 ohm ⁇ in.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-306683 there are described several recommended stretching conditions including a temperature and a stretching ratio in longitudinal and transverse stretching, and a total stretching range.
  • the battery separator using the porous film described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-068683 is not always satisfactory in terms of thickness uniformity. Even if the recommended stretching conditions described above are applied, it is not always possible to obtain a porous film that satisfies the electrical resistance required for the battery separator every night.
  • the present invention solves such problems, and in particular, is a film having high uniformity in thickness, high porosity and high permeability, and preferably a porous polypropylene satisfying the electrical resistance required for a battery separator. It is intended to provide a film.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing such a porous polypropylene film stably at a high strain rate, since the film is less likely to break during production.
  • the present inventors have conducted intensive studies in view of the above problems, and as a result, oriented the j3 crystal lamella layer of a sheet after longitudinal stretching in a certain direction by the following method (I) or (II). By this, the formation of porosity is promoted in the subsequent transverse stretching step, the uniformity of the thickness of the finally obtained biaxially stretched film is improved, the porosity and air permeability are high, and the feeling is good.
  • ⁇ ) method
  • the amide compound as a crystal nucleating agent is made into needle-like crystals, and the resin temperature at the time of extruding the polypropylene resin composition containing the needle-like crystals from a ⁇ die is equal to or higher than the melting point of polypropylene, and The melting temperature of the compound is lower than the melting temperature of the polypropylene-based resin melt, and the melt of the polypropylene-based resin composition is extruded from a ⁇ die in the presence of needle crystals of the amide-based compound.
  • (I I) method The neck-in rate during longitudinal stretching is 25% or more and 55% or less.
  • JP-A-8-197640 describes that a propylene-based resin composition containing needle-like crystals of the amide-based compound is melted at a temperature higher than the melting point of the polypropylene-based resin and the amide-based compound is melted with respect to the polypropylene-based resin melt.
  • a method has been proposed in which the crystalline lamellar layer is oriented by extrusion molding at a resin temperature lower than the melting temperature, and it is described that this can improve the rigidity and heat deformation temperature of the polypropylene resin molded article.
  • the present invention has been completed based on such findings, and particularly, the following porosity:
  • the present invention provides a method for producing the same, and a battery separator.
  • a ⁇ -nucleating agent-containing porous polypropylene successively biaxially stretched film characterized by exhibiting the following porous structure in (a) and (b) by cross-sectional observation along the vertical and horizontal directions:
  • (a) Cross section along the horizontal direction There are many lamella cross sections compared to the cross section image along the vertical direction. There are many holes between the lamellar cross sections, and the maximum hole diameter in the thickness direction and the maximum hole diameter in the horizontal direction are 0.1 to 5 m and 1 to 50, respectively, and the maximum hole diameter in the thickness direction is lateral. Has a maximum pore size ratio of 1Z2 to 1Z20;
  • Item 2 A ⁇ -nucleating agent-containing porous polypropylene biaxially stretched film containing a polypropylene-based resin and a ⁇ -nucleating agent, wherein the film has a thickness uniformity of from 0.07 to
  • Item 3 The ⁇ -crystal nucleating agent-containing porous material according to Item 1 or 2, wherein the Gurley air permeability measured according to ASTM D 726 is 10 to: L 00 sec / 10 ml, and the porosity is 30 to 65%. Polypropylene sequential biaxially stretched film.
  • Item 4 The crystallite nucleating agent according to any one of Items 1 to 3, wherein the estimated electric resistance R calculated from the Gurley air permeability and the average pore diameter according to the following equation is less than 30 ohm 'in / mi 1.
  • t Gur indicates Gurley air permeability (secZl Oml) measured according to ASTM D 726
  • d indicates average pore size (xtm) determined by mercury intrusion method.
  • L indicates the film thickness (m)].
  • Item 5 The average pore diameter is 0.04 to 0.06 m when measured by the bubble point method (JISK 3832), 0.10 to 0.50 m when measured by the mercury intrusion method,
  • the maximum pore size in the direction of the film thickness is 0.1 to 5 ⁇ m, and the maximum pore size in the direction perpendicular to the thickness direction is determined by electron microscopy (SEM) observation of the cross section of the film:! ⁇ 50 m
  • Moisture permeability was measured in accordance with JISZ 0208 is a 3000 ⁇ 6000 g / m 2 ⁇ 24h ,
  • Tensile strength measured in accordance with JISK 7127 in the longitudinal and transverse directions is 50 to 10 OMPa;
  • Item 6 The ⁇ -nucleating agent-containing porous polypropylene successively biaxially stretched film according to any one of Items 1 to 4, above.
  • the j3 crystal nucleating agent is derived from (1) N, N'-diphenylhexanediamide, N, N'-cyclohexylterephthalamide and N, N'-dicyclohexyl-2,6-naphthalenedicarboxamide At least one selected from the group consisting of
  • the ⁇ -crystal nucleating agent-containing porous polypropylene according to any one of the above items 1 to 5, which is Biaxially stretched film.
  • Item 7 A melt of a polypropylene resin composition containing a ⁇ crystal nucleating agent and a polypropylene resin is extruded from a die, cooled down on a chill roll, and the J3 crystal-containing polypropylene raw sheet obtained is longitudinally stretched.
  • a method for producing the / 3 crystal nucleating agent-containing porous polypropylene successively biaxially stretched film according to the above item 1 by a successively biaxially stretching step of transverse stretching comprising the following methods (I) and Z or ( II) method, the crystal orientation of the three crystals determined by X-ray diffraction measurement of the sheet obtained after longitudinal stretching was calculated from the polar figure of the (300) plane.] The degree of orientation of the three crystals was set to less than 0.30 ]
  • Item 8 The sheet after longitudinal stretching is 130 ⁇ 160 :! Item 8.
  • the transverse stretching is performed at a stretching temperature of 120 to 155, a stretching magnification of 4 to 10 times, and a transverse stretching strain rate of 100 to 300% / sec.
  • a method for producing a porous film is provided.
  • Item 10 A battery separator comprising the ⁇ -crystal nucleating agent-containing porous polypropylene sequentially biaxially stretched film according to Item 4.
  • Item 11 The porous film according to Item 7, wherein the neck-in rate is 35% or more and 55% or less in the above (II) method, whereby the degree of orientation of the three crystals is less than 0.28. Production method.
  • the neck-in rate is 40% or more and 55% or less.
  • Item 8 The method for producing a porous film according to Item 7, wherein the orientation degree of the 0 crystal is adjusted to less than 0.27.
  • Item 13 Sheet after longitudinal stretching at 140-150 ° C Item 8. The method for producing a porous film according to Item 7, wherein the film is annealed while stretching in a longitudinal direction at a longitudinal stretching ratio of 0 to 20% for 60 seconds, and then transversely stretched.
  • Item 14 The above-mentioned item 7, wherein the sheet after longitudinal stretching is subjected to an annealing treatment while being stretched at 145 to 150 ° 0 for 1 to 10 seconds at a longitudinal stretching ratio of 0 to 10%, and then to transverse stretching. 3.
  • Item 15 The method for producing a porous film according to Item 7, wherein the raw sheet has a / 3 crystal content of 60 to 90%.
  • the raw sheet is prepared by: (1) melting a pellet obtained from a cubic crystal nucleating agent and a polypropylene resin, extruding the obtained molten resin of 200 to 28 O from a T-die, Item 8.
  • the j8 nucleating agent is (1) N, N'-diphenylhexanediamide, ⁇ , N'-dicyclohexylterephthalamide and N, N'-dicyclohexyl-2,6-naphthalene At least one selected from the group consisting of carboxamides,
  • N N'-dicyclohexanecarbonyl- ⁇ -phenylenediamine, ⁇ , ⁇ '-dibenzoyl-1,5-diaminonaphthalene, N, N'-dibenzoyl_1,4-diaminocyclohexane and N At least one selected from the group consisting of, N'-dicyclohexanecarbone 1,4 diaminocyclohexane;
  • FIG. 1 is an X-ray diffraction image of the longitudinally stretched sheet obtained at a neck-in ratio of 15% and 45%.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of the orientation of ⁇ -lamella in a longitudinally stretched sheet.
  • FIG. 3 is an electron micrograph (SEM) photograph of a cross section of the porous biaxially stretched film of the present invention obtained by transversely stretching the longitudinally stretched sheet obtained at a neck-in ratio of 45% (100 ⁇ magnification).
  • ( ⁇ ) shows a cross-sectional image along the transverse direction (TD) of the porous biaxially stretched film
  • TD transverse direction
  • MD longitudinal direction
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing a cross-sectional structure of a porous biaxially stretched film of the present invention obtained by transversely stretching a longitudinally stretched sheet obtained at a neck-in rate of 45%.
  • FIGS. 5 (i) and (ii) show Example A (an example in which a porous film was produced by the method (I) of the present invention) and Example 1 (without employing the method (I) of the present invention).
  • 11 is a photomicrograph of a raw sheet before longitudinal stretching prepared according to Example (Example 2 in which a porous film was produced by the method (II)).
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing the steps of manufacturing a porous film according to the method (I) and the method (II) of the present invention.
  • the present invention provides a sheet obtained after longitudinal stretching, which is calculated from the polar figure of the (300) plane of the ⁇ -crystal lattice obtained by X-ray diffraction measurement; It is characterized by being less than 0.
  • the method (I) or the method (II) is performed, or the method (I) and the method (II) are used in combination.
  • the method (I) of the present invention is a method in which a raw sheet in which ⁇ -crystals of a polypropylene-based resin are oriented is subjected to longitudinal stretching and transverse stretching. That is, a polypropylene resin composition in which needle crystals of an amide compound as a / 3 crystal nucleating agent are precipitated is heated at a temperature lower than the melting temperature of the needle crystals of the amide compound in a molten polypropylene resin. When extruded from the die, the needle crystals are oriented. When the thus obtained extrudate from the die is cooled, the crystals of the polypropylene resin are oriented and crystallized along the needle-like crystals of the amide compound in the obtained raw sheet. When the obtained raw sheet is longitudinally stretched, the degree of orientation of the crystals in the longitudinally stretched sheet becomes less than 0.30.
  • the method (II) of the present invention is a method for adjusting a neck-in rate in longitudinal stretching of a raw sheet.
  • the neck-in rate of the present invention means such a shrinkage rate.
  • the method (II) of the present invention is characterized in that the neck-in rate in the longitudinal stretching step is 25% or more, preferably 35% or more, more preferably 40% or more and 55% or less. I do.
  • the orientation of the tri-lamellar layer increases, and the degree of orientation of the crystals in the longitudinally stretched sheet becomes less than 0.30.
  • the porous polypropylene-based resin successively biaxially stretched film of the present invention contains a polypropylene-based resin and a nucleating agent, and is a film having excellent thickness uniformity.
  • A a ⁇ -crystal nucleating agent-containing porous polypropylene successively biaxially stretched film showing a porous structure of the following ⁇ and (b) by cross-sectional observation along the longitudinal and lateral directions of the film using an electron microscope.
  • (a) Cross section along the horizontal direction There are many lamella cross sections compared to the cross section image along the vertical direction. There are many holes between the lamellar cross sections, and the maximum hole diameter in the thickness direction and the horizontal direction of the holes are 0.1 to 5 ⁇ m and 1 to 50 ⁇ m, respectively, and the maximum hole diameter in the thickness direction is Z width. The ratio of the maximum pore size in the direction is 1Z2 to 1Z20.
  • the i3 crystal lamella layer is oriented in the longitudinal direction in the longitudinally stretched sheet after the longitudinal stretching is completed by the method (I) and the method Z or the method (II). More specifically, the degree of orientation of the three crystals obtained by X-ray diffraction measurement of the longitudinally stretched sheet (calculated from the polar diagram of the (300) plane) is less than 0.30.
  • the orientation in the longitudinal direction when the longitudinally stretched sheet including the lamellar layers laminated in the width direction is laterally stretched, the laminated lamellar layers are pulled apart, and pores are formed between the lamellar layers.
  • Figure 1 shows the X-ray diffraction images of the longitudinally stretched sheet obtained at the neck ine ratio of 15% and 45%, respectively.
  • the longitudinal stretching was carried out at a stretching temperature and magnification of 90 ° C. and 4 times, respectively, using a] 3 crystal raw sheet having a K value of 0.96.
  • the X-ray diffraction measurement was performed from the sheet thickness direction (THROUGH direction), the sheet width direction (EDGE direction), and the longitudinal direction (END direction).
  • FIG. 2 shows a conceptual diagram of the orientation of the three-crystal lamella layer.
  • FIG. 3 (A) shows a cross section along the transverse direction (TD) of the porous biaxially stretched film
  • FIG. 3 (B) shows a cross section along the longitudinal direction (MD) of the porous biaxially stretched film. The cross section is shown.
  • the lamellar layer is formed in the horizontal stretching step. It is presumed that separation occurs, and as a result, vacancies are formed.
  • TD cross section in the cross section along the horizontal direction (TD cross section), there are many lamellar cross sections 2 compared to the cross section image along the vertical direction (MD cross section).
  • the ratio of the maximum pore size (Xt) in the lateral direction is 1Z2 to 1Z20.
  • the cross section along the longitudinal direction (MD cross section) shown in FIG. 4 has less or no lamella cross section as compared with the cross section image (TD cross section image).
  • Many vacancies 3 The maximum pore diameter (Y) in the thickness direction and the maximum pore diameter (Xm) in the vertical direction are 0.1 to 5 m and 1 to 50 m, respectively, and the maximum pore diameter in the thickness direction (Y) Z length
  • the ratio of the maximum pore diameter (Xm) in the direction is 1Z2 to 1Z20.
  • the maximum pore size in the horizontal direction (Xt), the maximum pore size in the vertical direction (Xm), and the maximum pore size in the thickness direction (Y) are measured by the method described in the section of [Example] below. Is what is done.
  • the maximum hole diameter in the thickness direction (Y) can be obtained by observing both the cross section along the horizontal direction (TD cross section) and the cross section along the vertical direction (MD cross section) for the pore with the maximum hole diameter in the thickness direction. It is a thing.
  • a biaxially stretched film obtained by transversely stretching each of the above-described longitudinally stretched sheets having a neck-in rate of 15% and 45% by 140 times at 140 is a Gurley film measured according to ASTM D726.
  • the porosity (sec / 10ml) was 100 (Comparative Example 1 described later) and 12 (Example 1 described later), respectively, and the latter showed higher air permeability than the former. This is presumably because the increase in the degree of orientation of the lamella layer promoted the formation of porosity.
  • the method (I) is a method of pre-orienting the / 3-crystal lamella layer before the longitudinal stretching, that is, at the time of production of a raw sheet, and the neck-in ratio shown in the method (II) is 45%. It has the same effect as when it is increased to%.
  • the amide-based compound according to item 6 above is recrystallized in the polypropylene-based resin.
  • the propylene-based resin composition containing the needle-like crystals is converted from a T-die at a resin temperature which is equal to or higher than the melting point of polypropylene and lower than the melting temperature of the amide-based compound in the melt of the polypropylene-based resin.
  • the needle-like crystals of the amide compound are oriented in the resin flow direction by the shearing force.
  • the polypropylene resin is crystallized into crystals using the oriented needle-like crystals as crystal nuclei.
  • the crystal lamella layer is already oriented, and the degree of orientation may be less than 0.30, but by stretching the raw sheet as usual, The orientation of the j8 lamella layer is further improved, and the orientation of the i3 lamella layer in the longitudinally stretched sheet is less than 0.30.
  • the jS crystal lamella layer is oriented so as to be stacked in the sheet width direction, and assumes the same orientation state as when the neck ine ratio is increased.
  • the polypropylene-based resin composition used in the method (I) contains needle crystals of the amide-based compound described in Item 6 above, which is a tricrystal nucleating agent.
  • Preparation of such a polypropylene resin composition is performed as follows. After blending the amide compound with the polypropylene resin, the amide compound is melt-mixed at a temperature not lower than the melting temperature of the polypropylene resin melt, and the amide compound is once uniformly dissolved in the polypropylene resin melt. Next, when the molten resin is cooled, the amide compound is precipitated as needle crystals in the polypropylene resin.
  • the crystal form of the amide compound before melt-kneading is usually a columnar crystal, which is uniformly dissolved in a polypropylene resin melt and then cooled to change into a needle form. Therefore, if the temperature at the time of melt-kneading is lower than the melting temperature of the amide-based compound in the melt of the polypropylene-based resin, acicular crystals will not be formed. Furthermore, if the amide compound remains a columnar crystal, the degree of orientation of the three-crystal lamella layer will not increase in the subsequent ⁇ die extrusion and crystallization steps ⁇ .
  • FIGS. 5 (i) and (ii) show Example A (an example in which a porous film was produced by the method (I) of the present invention) and Example 1 (method using the method (I) of the present invention), respectively.
  • 2 shows a micrograph of a raw sheet before longitudinal stretching prepared according to Example 2 (Example in which a porous film was produced by the method (II)). Microscopic observation was performed on a hot plate at 200 ° C. in a state where the propylene-based resin was melted.
  • the production process of the porous film by the above-mentioned methods (I) and (II) is, for example, as shown in the conceptual diagram of FIG. That is, in the method (I), as shown in the “(1) method” in FIG. 6, first, a pellet containing the needle crystal 11 n of the (3) nucleating agent and a solid polypropylene-based resin was obtained. This is melted at a temperature (T 1) higher than the melting point of the polypropylene resin and lower than the melting temperature of the needle-like amide compound in the melt of the polypropylene resin. A molten resin composition containing needle crystals 11 n and a molten polypropylene resin 23 is obtained (1-2).
  • the acicular crystals 1 I are formed along the flow of the resin.
  • the melted sheet extruded with n oriented includes the needle crystals 11 n in an oriented state (1-3).
  • the polypropylene resin crystallizes along the needle-like crystals 11n, so that a raw sheet in which the / 3 crystal lamella 24 of the polypropylene resin is oriented is obtained. (1-4).
  • the orientation of the i ⁇ crystal lamella 24 is further increased (1-5).
  • voids 31 are generated between the / 3 crystal lamellas, and a porous film is obtained (1-6).
  • the degree of orientation is lower than in the case of needle-like crystals, and the extruded molten sheet contains the columnar crystals 11p in a state close to non-oriented ( ⁇ -3).
  • the polypropylene-based resin crystallizes along the needle-shaped crystals 11 n, so that the j8 crystal lamella 24 of the polypropylene-based resin exists in a substantially non-oriented state.
  • the above-mentioned pellets are mixed with the i3 crystal nucleating agent at a temperature not lower than the melting point of the polypropylene resin.
  • T 3 the temperature at which the crystal dissolves in the polypropylene resin melt
  • T 3 the temperature at which the crystal dissolves in the polypropylene resin melt
  • T 3 the temperature at which the crystal dissolves in the polypropylene resin melt
  • T 3 the temperature at which the crystal dissolves in the polypropylene resin melt
  • T 3 T-die at the same temperature
  • I I-3a the needle-like crystals of the nucleating agent are precipitated in a non-oriented state, and the / 3-crystal lamella 24 of the polypropylene resin crystallized along the precipitated ⁇ -nucleating agent crystal in the non-oriented state.
  • An existing raw sheet is obtained (II-4a).
  • the longitudinally stretched sheet can be subjected to an annealing treatment under specific conditions after longitudinal stretching and before transverse stretching, so that the subsequent transverse stretching further promotes the formation of porosity and porosity. And the air permeability is improved.
  • an annealing treatment while maintaining the degree of orientation of the ⁇ -crystal lamella layer, a part or all of the S crystal is crystal-transferred to the crystallization lamella layer, and the change in the crystal form further promotes the formation of porosity.
  • details are unknown.
  • the porous polypropylene film of the present invention having the above-mentioned porous structure is excellent not only in air permeability and moisture permeability, but also in leakproofness and mechanical strength. Therefore, the film of the present invention can be used for breathable waterproof clothing such as simple rain gear and simple work clothes, sanitary products (eg, disposable diapers (disposable diapers, pants-type diapers, etc.), sanitary products such as sanitary napkins, incontinence pads, etc.
  • sanitary products eg, disposable diapers (disposable diapers, pants-type diapers, etc.
  • sanitary products such as sanitary napkins, incontinence pads, etc.
  • Absorbent materials such as hygiene products such as bed sheets, etc.
  • building materials such as waterproof sheets and wallpapers, dehumidifiers, oxygen absorbers, various packaging materials such as chemical warmers, synthetic paper, filtration membranes and separation membranes, medical materials and agriculture It can be widely used in the fields of multi-sheets for batteries, batteries and battery separators used for electrolysis.
  • the porous polypropylene film of the present invention has high thickness uniformity, and the thickness uniformity of the film is 0.1 or less, particularly 0.1 to 0.04, preferably 0.07. ⁇ 0.44. Due to having these physical properties, the film of the present invention is excellent in film properties, for example, uniformity such as air permeability, tensile properties, electric resistance, and porosity. Almost no, and is advantageous in terms of production stability.
  • the “uniformity of the film thickness” means along the center line in the width direction of the obtained porous film (that is, the center line connecting the bisecting points of the film width in the vertical direction).
  • the thickness of the film was measured with a film thickness meter at 100 points at 1 cm intervals in the vertical direction, and the average thickness (Tave), the maximum thickness (Tmax), and the minimum thickness (Tmin) were calculated, and the equation (Tmax-Tmin) was obtained. This is the value calculated from / Tave.
  • the thickness uniformity As the film thickness meter, any of various commercially available products can be used. For example, the uniformity of the film thickness can be measured using “SME-1” manufactured by Sanko Electronics Research Laboratory.
  • the thickness of the porous polypropylene film of the present invention is not particularly limited, and may be either a very thin film or a thick film. Generally, the thickness is about 5 to 100 m, preferably about 10 to 50 m.
  • the porous polypropylene film of the present invention generally has a Gurley air permeability of about 10 to 100 (sec / 10 m 1), particularly about 10 to 50 (sec / lOml).
  • the porosity of the porous polypropylene film of the present invention is generally about 30 to 65%, particularly preferably about 40 to 55%.
  • the porosity is a value obtained by cutting the stretched film into a square shape, measuring the length (L cm), the weight (Wg), and the thickness (D cm) of one side, and calculating from the following equation.
  • ⁇ o indicates the density of the raw polypropylene sheet before stretching.
  • porous polypropylene film of the present invention further has a good texture. Due to these physical properties, the film of the present invention is advantageous as an application field that comes into contact with the skin, for example, as a disposable diaper, a sanitary product, and various packaging materials.
  • the porous polypropylene film of the present invention has physical properties suitable for the production of battery separators, and has a film thickness lmi 1 (25 m) per film thickness lmi 1 (25 m) calculated from the Gurley air permeability and the average pore diameter according to the following formula:
  • the estimated electrical resistance of is less than 30 ohm, in / mi 1, especially 4-30 ohm ⁇ in / mi 1:
  • R represents the estimated value of the electrical resistance of the film in 31 wt% KOH solution (ohm-inZmi l)
  • t Gur is the Gurley air permeability measured according to ASTM D 726. Degree (secZl Oml), d indicates the average pore diameter (; m) determined by the mercury intrusion method, and L indicates the film thickness (m)].
  • Equation 1 is derived from the following (Equation 2) and (Equation 3).
  • the product (sec-m) of the Gurley value (sec) and the average pore size (m) and the electrical resistance RmA (mo hm 'in 2 ) of the film have been found to have a proportional relationship of (Equation 2) (RWCallahan et al.
  • Gurley air permeability (t Gur ) is measured according to ASTM D726 .
  • the average pore size of the porous polypropylene film of the present invention is about 0.040 to 0.060 m, particularly about 0.045 to 0.055 m when measured by the Pable Point method (JISK 3832), When measured by the mercury intrusion method, it is about 0.10 to 0.50] 11, especially about 0.20 to 0.40 m. Also, when determined from observation of the film cross section with an electron microscope (SEM), The maximum pore size in the film thickness direction is about 0.1 to 5 / im, especially about 0.5 to 5 m, and the maximum pore size in the direction perpendicular to the thickness direction is about 1 to 50 tm, especially about 5 to 30.
  • porous polypropylene film of the present invention moisture permeability was measured in compliance to JISZ 0208 is generally 3000 ⁇ 6000 g / m 2 ⁇ 24 h or so, in particular 4000-5000 GZm about 2 ⁇ 24h, JISK
  • the tensile strength measured in accordance with 7127 in both the longitudinal and transverse directions is about 50 to 100 MPa, especially about 60 to 80 MPa.
  • a surfactant polycarbonate
  • the polypropylene resin used in the present invention is a polymer containing propylene as a main constituent component.
  • propylene homopolymer propylene-based ethylene, butene, pentene, hexene
  • examples thereof include copolymers (including both random and block) with 11-alkene having 2 or 4 to 12 carbon atoms such as heptene, octene, nonene, decene, pendecene, and dodecene.
  • the propylene content is preferably at least 90% by weight, in particular from 92 to 98% by weight.
  • block copolymers of propylene-based ethylene and Z or one or more types of 11-argens (2 or 4 to 12 carbon atoms) have a better texture of porous polypropylene than homopolymers. It is excellent in terms of breathability and moisture permeability compared to random copolymers, and is particularly recommended.
  • a blend polymer of the polypropylene-based resin and a small amount of a thermoplastic resin for example, a high-density polyethylene, polybutene-1, poly-1-methylpentene-1, or the like is exemplified.
  • the proportion of the polypropylene resin is preferably 90% by weight or more, and particularly preferably 92 to 98% by weight.
  • the polypropylene resin used in the present invention is a propylene-ethylene copolymer
  • the ethylene content be 3.0 to 7.0% by weight. If it exceeds 7.0% by weight, it is easy to break during the stretching step, and if it is less than 3.0% by weight, uneven stretching tends to occur in the stretching step, and the resulting film has extremely low air permeability. It tends to impair the texture.
  • the melt flow rate of the polypropylene resin (hereinafter abbreviated as "MFR"; measured according to JISK 6758-1981) is not particularly limited, but usually a resin in the range of about 0.1 to 10 g / 10 minutes is used. Is done.
  • a range of 1.0 to 5 g / 10 min, preferably 2.0 to 4.0 g / 10 min is recommended in terms of various physical properties such as mechanical properties of the drawn product and workability. . If the MFR is less than 0.1 gZl 0 minutes, high-speed molding is difficult and causes a reduction in workability. On the other hand, if it is 10 g / 10 minutes or more, the mechanical properties of the stretched product tend to decrease, and the product is easily broken during stretching. ⁇ 3 nucleating agent>
  • the 8-crystal nucleating agent used in the present invention may be a known carboxylic acid such as potassium 12-hydroxystearate, magnesium benzoate, magnesium co-octamate, magnesium phthalate or the like.
  • Metal salts aromatic sulfonic acid compounds such as sodium benzenesulfonate and sodium naphthophosphonate, di- or triesters of di- or tribasic carboxylic acids, tetraoxaspi-mouth compounds, imidocarboxylic acid derivatives, phthalocyanine compounds And quinacridone-based pigments such as quinacridone and quinacridonequinone, etc., and a two-component system consisting of component A which is an organic dibasic acid and component B which is an oxide, hydroxide or salt of an alkaline earth metal.
  • amide compounds represented by the following general formulas (1) to (3) and phthaloyl glycine examples thereof include alkaline earth metal salts of acid imides represented by the general formula (4) such as calcium salts. Above all, the amide compound represented by the following general formula (1) has no problem such as coloring, and is most suitable for producing (3) crystals.
  • R 1 is a saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acid residue having 1 to 24 carbon atoms, a saturated or unsaturated alicyclic dicarbonic acid residue having 4 to 28 carbon atoms or a C 6 to 28 Represents an aromatic dicarboxylic acid residue.
  • R 2 and R 3 are the same or different and each represent a cycloalkyl group having 3 to 18 carbon atoms, a general formula (a), a general formula (b), a general formula (c) or a general formula (d) Represents a group,
  • R 4 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group or a phenyl group having 6 to 10 carbon atoms, and R 5 represents a carbon atom.
  • R 6 and R 7 are the same or different and represent a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms; ]
  • R 8 is a saturated or unsaturated aliphatic diamine residue having 1 to 24 carbon atoms, an alicyclic diamine residue having 4 to 28 carbon atoms, a heterocyclic diamine residue having 4 to 14 carbon atoms or Represents an aromatic diamine residue having 6 to 28 carbon atoms.
  • R 9 and R 1 () are the same or different and each represent a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, a general formula (e), a general formula (f), a general formula (g), or a general formula (h) Represents a group,
  • R 11 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group or a phenyl group having 6 to 10 carbon atoms
  • R 12 represents a carbon atom. It represents a linear or branched alkyl group having 1 to 12 primes, a cycloalkyl group having 6 to 10 carbon atoms or a phenyl group.
  • R 13 and R 14 represent a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 15 is a saturated or unsaturated aliphatic amino acid residue having 1 to 28 carbon atoms, a saturated or unsaturated alicyclic amino acid residue having 6 to 12 carbon atoms or an aromatic residue having 6 to 14 carbon atoms. Represents an amino acid residue.
  • R 16 has the same meaning as R 2 or R s in the general formula (1), R 17 has the same meaning as R 9 or R 1Q in formula (2).
  • R 18 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a phenyl group, a benzyl group, a cyclohexyl group or a carbonyl group, and a represents 0 to Represents an integer of 12,
  • A represents a dicarboxylic acid residue represented by the general formula (i), the general formula (j), the general formula (k), the general formula (1) or the general formula (m),
  • R 19 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or a halogen atom
  • X is an integer of 1 to 4
  • y is an integer of 1 to 6. Represent. When X and y are greater than 1, the groups represented by R 19 may be the same or different.
  • the amide compound represented by the general formula (1) is represented by the general formula (la) H ⁇ C— R 2 ° — COOH (la)
  • R 2 ° has the same meaning as R 1 described above.
  • R 21 has the same meaning as R 2 or R 3 above.
  • the “dicarboxylic acid residue” represented by R 1 in the general formula (1) is a residue obtained by removing two carboxylic groups from the following aliphatic, alicyclic or aromatic dicarboxylic acids. (Divalent group). Further, R 2 and R 3 in the general formula (1) are residues obtained by removing an amino group from an alicyclic or aromatic amine described below.
  • aliphatic dicarboxylic acid examples include a saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acid having 3 to 26 carbon atoms, preferably 3 to 14 carbon atoms, and more specifically, malonic acid, diphenylmalonic acid, succinic acid, and felusuccinic acid. Acids, diphenylsuccinic acid, glutaric acid, 3,3-dimethyldarusic acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelainic acid, sebacic acid, 1,12-dodecandioic acid, 1,14-tetradecandioic acid, 1 , 18-octadecane diacid.
  • alicyclic dicarboxylic acid examples include an alicyclic dicarboxylic acid having 6 to 30 carbon atoms, preferably 8 to 12 carbon atoms. More specifically, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexane Examples thereof include xandicarboxylic acid, 1,5-decalindicarboxylic acid, 2,6-decalindicarboxylic acid, 4,4′-bicyclohexanedicarboxylic acid, and 1,4-cyclohexanediacetic acid.
  • aromatic dicarboxylic acid examples include an aromatic dicarboxylic acid having 8 to 30 carbon atoms, preferably 8 to 22 carbon atoms. More specifically, p-phenylenediacetic acid, p-phenylenediethaneic acid, phthalic acid , 4-tert-butylphthalic acid, isophthalic acid, 5-tert-butylisophthalic acid, terephthalic acid, naphthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid , Diphenic acid, 3,3'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 4,4'-binaphthyldicarboxylic acid, bis (3-carboxyphenyl Le) methane, bis (4-potoxy phenyl) methane, 2,2-bis (3-carboxyphenyl) propane
  • alicyclic monoamine a cycloalkylamine having 3 to 18 carbon atoms, a general formula (5)
  • R 22 has the same meaning as R 5 described above. ]
  • the aromatic monoamine is represented by the general formula (7)
  • R 2 4 has the same meaning as above R 4.
  • R 25 has the same meaning as R 6 described above. ]
  • amide compounds represented by the general formula (1) particularly preferred compounds are ⁇ , ⁇ , diphenylhexanediamide, ⁇ , ⁇ , -luamide, or N, N ′ dicyclohexyl 2,6.
  • the amide compound represented by the general formula (2) includes an aliphatic, alicyclic or aromatic diamine represented by the general formula (2a) and an alicyclic compound represented by the general formula (2b). It can be easily prepared by amidating one or two aromatic monocarboxylic acids according to a conventional method.
  • R 26 has the same meaning as R 8 described above. ]
  • R 27 has the same meaning as R 9 or R 1D described above. ]
  • the “diamine residue” represented by R 8 in the general formula (2) is a residue obtained by removing two amino groups from the following aliphatic, alicyclic or aromatic diamines (a divalent residue).
  • R 9 and R 1Q in the general formula (2) are residues obtained by removing the carbonyl group from the alicyclic or aromatic monocarboxylic acid described below.
  • aliphatic diamines examples include aliphatic diamines having 1 to 24 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms, and more specifically, 1,2-diaminoethane, 1,2-diaminopropane, and 1,3. Diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,3-diaminopentane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,8-diaminooctane, 1,10-diaminodecane, 1,11 diaminoundecane, etc. Is exemplified.
  • an alicyclic diamine having 4 to 28 carbon atoms, preferably 6 to 15 carbon atoms And the like. More specifically, 1,2-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-diaminodicyclohexyl, 4,4′-diamino-1,3 ′ 1-dimethyldicyclohexyl, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1, 4 In addition to monobis (aminomethyl) cyclohexane and the like, isophoronediamine, mensendiamine and the like are exemplified.
  • heterocyclic diamine examples include a 5- or 6-membered heterocyclic diamine having 4 to 14 carbon atoms, which has one or two nitrogen atoms or two or more atoms in its ring structure.
  • 2,3-diaminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 3,4-diaminopyridine, o-tolidine sulfone and the like are exemplified.
  • aromatic diamine examples include aromatic diamines having 6 to 28 carbon atoms, preferably 6 to 15 carbon atoms. More specifically, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p- Phenylenediamine, 2,3-Diaminotoluene, 2,4-Diaminotoluene, 2,6-Diaminotoluene, 3,4-Diaminotoluene, 4,6-Dimethyl-m-Phenylenediamine, 2,5-Dimethyl p-Phenylenediamine , 4,5-dimethyl-1-o-phenylenediamine, o-xylylenediamine, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 2,4-diaminomesitylene, 1,5-diaminonaphthylene, 1 , 8-Diaminonaphthalene, 2,3-Diaminonaphthalene, 2,7-Diaminonaphthal
  • Examples of the alicyclic monocarboxylic acid include a cycloalkanecarboxylic acid having 4 to 13 carbon atoms, a cycloalkenecarboxylic acid having 4 to 13 carbon atoms, and a compound represented by the general formula (9) or (10).
  • R 29 has the same meaning as R 14 described above. ]
  • aromatic monocarboxylic acid examples include compounds represented by the general formula (11) or (12), and more specifically, benzoic acid, o_methylbenzoic acid, m-methylbenzoic acid, p-methylbenzoic acid, p_ethylbenzoic acid, p-propylbenzoic acid, p-butylbenzoic acid, p-t_butylbutylbenzoic acid, p-pentylbenzoic acid, p-hexylbenzoic acid, o-phenylbenzoic acid , P-phenylbenzoic acid, p-cyclohexylbenzoic acid, phenylacetic acid, phenylpropionic acid, phenylbutyric acid and the like.
  • R 31 has the same meaning as R 13 .
  • amide compounds represented by the general formula (2) particularly preferred compounds are N, N'-dicyclohexanylpropionyl-p-phenylenediamine, N, N, 1-dibenzoyl-1,5-diamino Examples include naphthalene, N, N, dibenzoyl-1,4-diaminocyclohexane, N, N, dicyclohexanecarbonyl 1,4-diaminocyclohexane, and the like.
  • the amide compound represented by the general formula (3) can be obtained by subjecting an aliphatic, alicyclic or aromatic amino acid represented by the general formula (3a) to a predetermined monocarboxylic acid and a monoamine by a conventionally known method. It can be easily prepared by amidation according to the following.
  • R 32 has the same meaning as R 15 above. ]
  • amino acid residue represented by R 15 in the general formula (3) can be obtained by removing one amino group and one hydroxyl group from the following aliphatic, alicyclic or aromatic amino acids. Refers to a residue (a divalent group).
  • aliphatic amino acids examples include saturated or unsaturated aliphatic amino acids having 2 to 29 carbon atoms, preferably 2 to 13 carbon atoms, and more specifically, aminoaminoacetic acid, ⁇ -aminopropionic acid, j3-aminopropionic acid, ⁇ -aminoacrylic acid, monoaminobutyric acid,) 3-aminobutyric acid, aminoaminobutyric acid, aminoamino ⁇ -methylbutyric acid, aminoamino ⁇ -methylenebutyric acid, ⁇ aminoaminobutyric acid, / 3-Aminoisobutyric acid, a-Ryo minnow n-Valeric acid, ⁇ -Amino-n-Valeric acid, i8-Aminocrotonic acid, Monoamino j3-Methylvaleric acid, ⁇ -Aminoisovaleric acid, 2-Amino4-1 Pentenoic acid, ⁇ -amino-1-
  • alicyclic amino acid examples include a saturated or unsaturated alicyclic amino acid having 7 to 13 carbon atoms, and more specifically, 1-aminocyclohexanecarboxylic acid, and 2-1-aminocyclohexane Examples thereof include carboxylic acid, 3-aminocyclohexanecarboxylic acid, 4-cyclohexanecarboxylic acid, ⁇ -aminomethylcyclohexanecarboxylic acid, and 2-amino-2-norbornanecarboxylic acid.
  • aromatic amino acids examples include aromatic amino acids having 7 to 15 carbon atoms, and more specifically, ⁇ -aminophenylacetic acid, «-amino-j3-phenylpropionic acid, and 3-amino-3-phenyl.
  • Propionic acid «-aminocinnamic acid, 2-amino-4-phenylbutyric acid, 4-amino-3_phenylbutyric acid, anthranilic acid, m-aminobenzoic acid, P-aminobenzoic acid, 2_amino-4_methylbenzoic acid, 2—Ami No 6-methylbenzoic acid, 3-amino-4-methylbenzoic acid, 2-amino-3-methylbenzoic acid, 2-amino-5-methylbenzoic acid, 4-amino-2-methylbenzoic acid, 4-amino 3-methylbenzoic acid, 2-amino-3-methoxybenzoic acid, 3-amino-4-methoxybenzoic acid, 4-amino-2-methoxy
  • the monoamine which is the raw material of the amide compound represented by the general formula (3) is the same as the monoamine which is the raw material of the amide compound represented by the general formula (1), and the monocarboxylic acid is represented by the general formula ( It is the same as monocarboxylic acid, which is the raw material of the amide compound represented by 2).
  • amide compounds represented by the general formula (3) more effective compounds are N-cyclohexyl_41- (N-cyclohexane force ponylamino) benzamide and N-phenyl-5- (N —Benzoylamino) pentanamide and the like.
  • the “dicarboxylic acid residue” represented by A in the general formula (4) refers to a group (a divalent group) obtained by removing two carboxylic groups from an aromatic or alicyclic dicarboxylic acid.
  • the alkaline earth metal include magnesium, calcium, and barium, and among them, calcium is particularly preferable.
  • more effective compounds include phthaloylglycine, hexahydrophthaloylglycine, naphthoylglycine, Examples thereof include calcium salts such as N-phthaloylalanine and N-4-methylphthaloyl glycine, and a calcium salt of phthaloyl glycine is particularly preferable.
  • the acid imide compound represented by the general formula (4) is a known compound, and is obtained by preparing a predetermined alicyclic or aromatic dicarboxylic anhydride and a predetermined amino acid by a conventionally known method, for example, EP 0 887 337 It can be easily prepared by imidation according to the method described in 5A1 publication.
  • the i8 crystal nucleating agent, particularly the amide compound, used in the present invention has a maximum particle size of 20 or less, preferably 10 or less, more preferably 5 m or less. If the maximum particle size exceeds 20 m, it may cause breakage during stretching.
  • the application amount of the tricrystal nucleating agent is preferably 0.001 to 5 parts by weight to 100 parts by weight of the polypropylene-based resin, more preferably 0.001 to 1 part by weight. Parts by weight. If the amount is less than 0.001 part by weight, a sufficient amount of S crystal is unlikely to be generated, and if the content exceeds 5 parts by weight, no significant difference in effect is observed, and furthermore, during the stretching step, Tend to cause breakage.
  • polypropylene resin according to the present invention conventionally known modifiers for polyolefins can be used in combination within a range not to impair the effects of the present invention, as appropriate, depending on the purpose of use and its use.
  • polyolefin modifier examples include various additives described in “Polylist Additives Handbook Revised Second Edition” (edited by the Polyolefin Hygiene Council, January 1995). More specifically, stabilizers (metal compounds, epoxy compounds, nitrogen compounds, phosphorus compounds, sulfur compounds, etc.), ultraviolet absorbers (benzophenone compounds, benzotriazole compounds, etc.), antioxidants (phenol compounds, etc.) Compounds, phosphite compounds, zeolite compounds, etc., surfactants, lubricants (aliphatic hydrocarbons such as paraffin, wax, etc., higher fatty acids having 8 to 22 carbon atoms, 8 to 22 carbon atoms) Higher fatty acid metal (Al, Ca, Mg, Zn) salts, fatty acids with 8 to 18 carbon atoms, aliphatic alcohols with 8 to 22 carbon atoms, polydalicol, higher fatty acids with 4 to 22 carbon atoms And esters of aliphatic monohydric alcohols with 4 to 18 carbon
  • the method for producing the porous polypropylene successively biaxially stretched film of the present invention comprises the following steps: a longitudinal biaxial stretching step of longitudinally stretching a polypropylene raw sheet containing a 3 nucleating agent, and then transversely stretching.
  • a method for producing a functional polypropylene successively biaxially stretched film comprising the following (I) method and Z or (II) method. It is characterized in that the degree of orientation of the / 3 crystal calculated from the polar figure of the lattice (300) plane is less than 0.30.
  • the nucleating agent is a needle-like crystal of the amide compound described in the above item 6, and the resin temperature when extruded from a T-die is higher than the melting point of polypropylene, and the amide compound is a polypropylene resin.
  • the melting temperature is lower than the melting temperature of the melt, and the melt of the polypropylene resin composition is extruded from the T-die in a state where needle crystals of the amide compound are present.
  • (I I) method The neck-in rate during longitudinal stretching is 25% or more and 55% or less.
  • the polypropylene-based resin composition according to the method (I) contains needle crystals of the amide-based compound, which is a zero-crystal nucleating agent. Preparation of such a polypropylene resin composition is performed as follows.
  • the polypropylene resin and the amide compound are mixed by, for example, a Henschel mixer, and then, using a single-screw or twin-screw extruder or the like, the melting temperature of the amide compound to the melt of the polypropylene resin is equal to or higher than 280 After melt-mixing at the temperature of, once the amide compound is homogeneously dissolved in the polypropylene resin melt, It may be cooled and cut into resin pellets. The resin pellet thus obtained contains needle-like crystals of the amide compound.
  • the dissolution temperature varies depending on the type and the amount of the amide compound and the type of the polypropylene resin, and the dissolution temperature increases as the amount of the amide compound increases.
  • the dissolution temperature is 0.04, 0.05, 0 0.65, 0.1 and 0.2 parts by weight, respectively, about 235 ° C, about 240 ° C, about 245 ° C, about 260 ° C and about 2 The temperature rises to 80 ° C.
  • the (3) crystal nucleating agent used in the method (I) includes:
  • N N'-dicyclohexanecarbonyl-p-phenylenediamine, N, N'-dibenzoyl-1,5-diaminonaphthylene, N, N'-dibenzoyl-1,4-diaminocyclohexane and N At least one member selected from the group consisting of, N'-dicyclohexane power, 1,2-diaminocyclohexane,
  • the polypropylene-based resin composition according to the method (II) is represented by any one of the general formulas (1) to (4) according to the present invention]. After melting and mixing at 200 to 280 ° C regardless of the dissolution temperature of the system compound, it may be cooled and cut to form resin pellets. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ obtained in this way The let contains columnar crystals or needle-like crystals of an i ⁇ crystal nucleating agent (for example, the amide compound of the above formulas (1) to (3)).
  • an i ⁇ crystal nucleating agent for example, the amide compound of the above formulas (1) to (3).
  • the polyolefin modifier used as necessary in the present invention may be added in advance when preparing the polypropylene resin or may be added when mixing with a separately prepared resin.
  • the raw polypropylene sheet according to the method (I) is characterized in that the polypropylene resin composition containing needle-like crystals of the amide compound according to the above item 6, which is a j3 crystal nucleating agent, is at least the melting point of polypropylene, and It is obtained by extruding the amide compound from the T-die at a resin temperature lower than the melting temperature of the polypropylene resin melt and cooling the resulting molten sheet. Under such extrusion temperature conditions, the needle-like crystals of the amide compound are extruded without dissolving in the polypropylene resin melt, and as a result, a raw sheet in which the i3-lamellar layer is highly oriented is obtained.
  • the raw polypropylene sheet according to the method (II) comprises: a polypropylene-based resin composition containing the ⁇ -crystal nucleating agent according to the present invention; and a polypropylene nucleating agent represented by the general formulas (1) to (4).
  • the resin temperature may be extruded from a T-die at a temperature of about 200 to 280 ° C, preferably about 230 to 250 ° C, and the obtained molten sheet may be cooled and crystallized. .
  • the resin temperature is significantly lower than 200 ° C, unmelted resin is generated, which may cause breakage in the stretching process. If it exceeds 280, the resin deteriorates and the stretching process causes This may cause breakage of the resin and coloring of the resin.
  • the molten state and the deteriorated state of the resin greatly differ, and it is not always necessary to be within the above range.
  • the / 3 crystal of the polypropylene resin was extruded; it was generated by cooling and crystallizing the polypropylene melt resin containing the nucleating agent, but the / 3 crystal was generated.
  • the crystallization temperature ie, the chill roll temperature
  • the crystallization holding time that is, the contact time between the chill roll and the sheet is about 10 to 60 seconds, preferably about 12 to 30 seconds, and more preferably about 15 to 20 seconds.
  • the chill roll temperature is lower than 110 ° C, the contribution to pore formation is small, and the number of unstable i3 crystals increases, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 13 O, crystallization takes a long time and productivity is deteriorated, which is not preferable.
  • the jS crystal content of the obtained raw sheet is selected from a wide range, but is generally preferably 60 to 90%, particularly preferably 70 to 80%.
  • the j3 crystal content is determined by differential scanning calorimetry (DSC) of a sample prepared by cutting a polypropylene raw sheet into an appropriate size under a nitrogen atmosphere at a heating rate of 20 min. It is calculated from the heat of fusion of ⁇ and iS crystals obtained from the DSC thermogram according to the following formula.
  • ⁇ 3 represents the heat of fusion of the / 3 crystal (unit: JZg), and ⁇ represents the heat of fusion of the crystal (unit: JZg).
  • the K value of the raw sheet is not particularly limited, it is generally preferably about 0.98 to 0.70, particularly preferably 0.96 to 0.80.
  • the width of the raw sheet may be appropriately determined according to the size of the final product and the like. Generally, the width is preferably about 100 to 1000 mm, particularly preferably about 200 to 600 mm, but is not limited to this range.
  • the thickness of the raw sheet may be appropriately determined according to the size of the final product and the like. Generally, the thickness is preferably about 50 to 1000, particularly about 100 to 500 m, but is not limited to this range. .
  • the above-mentioned raw sheet is continuously guided to a vertical stretching port, and is stretched in the longitudinal direction by utilizing a difference in roll rotation speed. Further, such longitudinal stretching may be performed several times by using a plurality of stretching rolls.
  • the stretching temperature at that time that is, the roll surface temperature is preferably 70 to 14 ° C., and more preferably 90 to 120, and the total longitudinal stretching ratio is preferably 3 to 5 times. If the stretching temperature is less than 70 ⁇ , uniform stretching is difficult, and if it exceeds 140T, There is a tendency for the air permeability of the film to be reduced.
  • the neck-in rate according to the method ( ⁇ ) of the present invention means such a shrinkage rate. That is, the neck-in rate is
  • W represents the width of the raw sheet, and represents the width of the longitudinally stretched sheet.
  • the neck-in rate according to the method (II) can be controlled by changing the distance between the stretching rolls in the longitudinal stretching and the Z or the width of the raw sheet, and the neck-in rate is 25 to 55% or more, preferably 35 to 55% or more, more preferably 40 to 55%.
  • vertical sheet after stretching 3 crystal orientation ⁇ co S 2 9TD> is 0. less than 30, preferably less than 0.28, more preferably less than 0.27. That is, by setting the neck-in rate to 25% to 55% or more, the cos 2 e TM:> to less than 0.30, and preferably to a neck-in rate of 35% to 55% or more.
  • 3 crystal orientation ⁇ cos 2 TD;> was less than 0.28, more preferably, by the neck-in rate from 40 to 55% or more, 0.1 to iS crystal orientation rather cos 2 0TD> 27 Less than
  • the neck-in ratio according to the present invention is less than 25%, the degree of orientation of the j3 crystal is low, and the effect of promoting the formation of porosity is poor. At a neck-in rate of 55%, the effect of promoting porosity tends to reach saturation.
  • the neck-in rate can be easily controlled by changing the ratio (W / L) of the raw sheet width (W) and the distance (L) between the longitudinal stretching rolls. For example, as described in Polymer Processing One Point, Volume 2, “Creating Film” (Kyoritsu Shuppan), the relationship of (Equation I) holds between Neckin ratio and WZL.
  • Neck-in rate (%) — 16 (W / L) +56 (Equation II) Therefore, the WZLs for setting the neck-in rate to 25%, 35% and 45% are 1.9, 1.3 and 0.7, respectively, and as the distance L between the rolls becomes longer, and The neck-in rate increases as the sheet width W decreases.
  • the WZL ratio can be changed by changing the distance (air gap) between the T-die and the chill roll to change the width of the raw sheet, and / or changing the distance between the longitudinally extending rolls.
  • the length of the longitudinal stretching roll depends on the roll diameter, the raw sheet width, etc., but is generally preferably about 100 to 2000 mm, particularly preferably about 200 to 1000 mm. However, it may be outside this range.
  • the degree of orientation of the three crystals increases.
  • Orientation degree of) 3 crystal of the present invention the pole figure data of the crystal lattice (300) plane from the obtained) 3 crystals by X-ray diffraction measurement, walk in square mean value of cos 0 TM cos 2 0 TD> The degree of orientation of three crystals was determined.
  • the width direction (TD) of the film is used as the main reference axis, the angle formed by the TD axis and the averaged reciprocal lattice vector of the (300) plane obtained from the normalized orientation distribution function. .
  • the crystallization orientation tool cos 2 0 TM> is particularly limited, it is generally sufficient if about one 0.1. Of course, it may be lower.
  • the neck-in rate is 5% or more and 25% or more.
  • the ⁇ -lamellar layer in the sheet after longitudinal stretching is oriented in the same manner as in the case where only (II) is employed, and the degree of tri-crystalline orientation of the sheet after longitudinal stretching) ⁇ cos 20 TD > is less than 0.30, preferably less than 0.28, and more preferably less than 0.27, and a sufficient pore formation promoting effect can be obtained.
  • the degree of orientation of the (3) lamella layer can be updated. To promote the formation of porosity to the maximum.
  • the longitudinally stretched sheet can be subjected to an annealing treatment under specific conditions after longitudinal stretching and before transverse stretching.
  • the porous formation is further promoted, the physical properties of the porous film such as porosity and air permeability are improved, and the uniformity of the thickness is further improved.
  • the longitudinal stretching sheet at 130 ° C. ⁇ 160 at 1 ⁇ 300 seconds, longitudinal stretching rate 0 ⁇ 30%, Preferably at 140 to 150 ° C for 1 to 60 seconds, longitudinal stretching ratio 0 to 20%, more preferably at 140 to 150 ° C, 1 to: L 0 seconds, longitudinal stretching ratio Perform under the condition of 0 to 10%.
  • the longitudinal stretching ratio is a value determined according to the following equation.
  • L 2 represents a longitudinal length of the stretched sheet after ⁇ twenty-one ring.
  • the crystals remaining after the longitudinal stretching are transformed into arsenic. If the annealing temperature is lower than 130, the crystal transition from crystal 3 to crystal ⁇ becomes insufficient. On the other hand, annealing exceeding 16 O is not preferred because thermal melting of the crystal occurs and the orientation is disturbed. If the annealing time is less than 1 second, the crystal transition from jS crystal to ⁇ crystal is insufficient, which is not preferable. The crystal transition almost reaches saturation in about 300 seconds.
  • the longitudinally stretched sheet may be maintained at a temperature that satisfies the annealing conditions of the present invention, for example, a preheating portion before stretching in a transverse stretching device, a hot air heater, an infrared (IR) heater.
  • a heating roll, an oven, a warm bath and the like may be used alone or in combination.
  • the heating nozzle directly contacts the sheet, It is preferable because the crystal transition from crystal to crystal proceeds smoothly and is completed in a short time of about 1 to 10 seconds.
  • the annealing method is as follows: (1) A heating device such as a hot air heater, an infrared heater, a heating roll, an oven and a hot bath is used alone or in combination between a longitudinal stretching device and a horizontal stretching device. An annealing method with a heating zone that satisfies the annealing conditions, (2) an annealing method using the last heating roll of the vertical stretching device, (3) an annealing using the forefront heat zone at the forefront of the horizontal stretching device There are methods, etc. These methods can be performed alone or in combination. Further, it is preferable that the longitudinally stretched sheet is not shrunk in the longitudinal direction during the annealing of the longitudinally stretched sheet. For example, annealing is performed so that the length of the longitudinally stretched sheet in the longitudinal direction does not change. A method of installing a sheet slip prevention pinch (pinch roll) before and after the zone may be adopted.
  • a heating device such as a hot air heater, an infrared heater, a heating roll, an oven and a hot bath
  • the longitudinally stretched sheet or the annealed longitudinally stretched sheet is guided to a transverse stretching apparatus, and the stretching temperature is 120 to 155 ° C, preferably 140 to 150X, and the stretching magnification is 4 to 10 times, preferably The film is transversely stretched 6 to 8 times, at a transverse stretching strain rate of 10 to 300% Zsec, preferably 20 to 200% / sec, more preferably 40 to 150% Zsec.
  • the transverse stretching strain rate is a rate determined as a ratio VtZDt (or 100 Vt% / Dt) of the transverse stretching speed Vt to the width Dt of the longitudinally stretched sheet.
  • the stretching temperature is less than 120, there is a possibility of breaking during the stretching process, and if it exceeds 155, the air permeability is reduced. If the stretching ratio is less than 4 times, the productivity is poor, and if it exceeds 10 times, there is a possibility of breaking in the transverse stretching process.
  • the transverse stretching strain rate has a large effect on the porosity and fracture during transverse stretching.
  • the strain rate is increased up to 100% / Zsec, the permeability is significantly reduced and the possibility of fracture is high. Therefore, a strain rate of 17% Zsec or less was recommended.
  • the porous film thus obtained is characterized by exhibiting the above porous structure (b) and (b) by observing the cross section of the film with an electron microscope. Examples Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples.
  • the dissolution temperature of the amide compound in the polypropylene resin melt was determined by the following methods.
  • the resin pellets subjected to the T-die extrusion were observed using an optical microscope equipped with a heating device under the condition of a heating rate of 10 ° CZ, and the crystals of the amide compound were polypropylene-based.
  • the melting temperature in the resin melt was determined. Whether the amide compound was completely dissolved in the polypropylene resin melt was confirmed by direct visual observation of the molten resin and the molten sheet, respectively, during the melt mixing of the resin and the extrusion of the T-die. did.
  • the molten resin is transparent, and when not completely dissolved, it is translucent or cloudy white.
  • H (H 3 ) Diffraction intensity (height) of the crystal (130) plane.
  • a sample prepared by cutting a raw polypropylene sheet into an appropriate size was subjected to differential scanning calorimetry (DSC) under a nitrogen atmosphere at a heating rate of 20 ° C / min, and the crystal obtained from this DSC thermogram was obtained. Determined from the heat of fusion of j3 crystal according to the following formula It is a thing.
  • H / 3 represents the heat of fusion of 3 crystals (unit: J / g), and ⁇ represents the heat of fusion of crystal ⁇ (unit: ⁇ / g).
  • the degree of orientation of the / 3 crystal lamella layer is calculated from the root mean square of cos 0 TD from the polar figure data of the (300) plane of the crystal lattice of three crystals obtained from X-ray diffraction measurement using the pole sample stage.
  • ⁇ cos 2 0TD> was calculated to be the orientation degree of the j8 crystal.
  • 0 TM is the angle between the TD axis and the averaged reciprocal lattice vector of the (300) plane obtained from the normalized orientation distribution function when the film width direction (TD) is used as the main reference axis. It is.
  • the stretched film was cut into a square shape, and the length (Lcm), weight (Wg), and thickness (Dcm) of one side were measured, and were determined by the following formulas:
  • the pore size was determined by the bubble point method (JISK 3832), the mercury intrusion method, and observation of the film cross section by an electron microscope (SEM).
  • Bubble point method The average pore diameter and the maximum pore diameter were determined using a bubble point type pore size measuring device (“Pumporome One-CFP-1200 AEL” manufactured by PMI).
  • the time (sec) for passing 1 Om 1 of air through 6.452 cm 2 of film surface area under a pressure of 2.3 cm Hg was measured according to ASTM D 726.
  • the electrical resistance per lmi 1 (25 urn) of the film thickness is calculated from the Gurley air permeability value (sec) and the average pore diameter (m) measured according to ASTM D726 by using (Equation 1). .
  • Equation 1 consists of (Equation 2) and (Equation 3).
  • RW Callahan et al., The Tenth
  • the R (ohm-in / mi1) value is used as the estimated value of the electric resistance. It is generally desirable that the electric resistance of the battery separator be low, specifically, the electric resistance R per thickness lmi 1 is less than 30 ohmin / mi1, preferably less than 20 ohmin / mi1 .
  • RmA Estimated electric resistance of film in 31% KOH solution (mohm ⁇ in 2 )
  • tcur Gurley air permeability measured in accordance with ASTM D 726 (sec)
  • d Average pore size obtained by mercury intrusion method (m )
  • the measurement was performed according to JISZ0208.
  • the measurement was performed according to JIS K 7127.
  • a 0.25% by weight aqueous solution of a surfactant polyoxetylene lauryl ether sodium sulfate (the number of moles of ethylene oxide added-3 mol)
  • a surfactant polyoxetylene lauryl ether sodium sulfate (the number of moles of ethylene oxide added-3 mol)
  • the water pressure resistance (kPa) was determined in accordance with JISL1092.
  • the thickness of the film is measured with a film thickness meter (“SME-1” manufactured by Sanko Electronics Research Laboratories), and the average thickness (Tave), maximum thickness (Tmax), and minimum thickness (Tmin) are calculated.
  • SME-1 film thickness meter manufactured by Sanko Electronics Research Laboratories
  • the obtained porous film was cut into a square of 30 cm on a side, and the flexibility when touching with a finger while being rolled with a palm was evaluated in three steps according to the following criteria.
  • the resin pellets were extruded into a sheet at a resin temperature of 200 ° C using a T-die extruder (a twin-screw extruder with a screw diameter of 65 mm + a T-die with a width of 350 mm). After cooling for 12 seconds on a chill roll with a diameter of 600 mm maintained at 120 ° C, the mixture was cooled and solidified to obtain a raw polypropylene sheet of 300 mm in width and 380 m in thickness.
  • the fact that the amide compound was not completely dissolved during the extrusion of the T-die was confirmed by visual observation that the molten sheet emerging from the tip of the T-die was white and translucent. This The raw sheet before longitudinal stretching was partially cut out, and the K value and the content of] 3 crystal were measured.
  • the sheet was guided to a longitudinal stretching device having a roll surface temperature of 90 and stretched four times in the machine direction to obtain a longitudinally stretched sheet having a width of 255 mm.
  • the distance between the longitudinal stretching rolls was 100 mm, and the neck-in ratio in the width direction of the raw sheet was 15%.
  • the longitudinally stretched sheet cut after the longitudinal stretching was subjected to X-ray diffraction measurement to determine cos 2 TD > with a degree of / 3 crystal orientation.
  • the longitudinally stretched sheet was annealed while being stretched by 10% in the longitudinal direction with a roll having a surface temperature of 144 ° C. At this time, the annealing contact time between the longitudinally stretched sheet and the roll was 5 seconds.
  • the annealed sheet was guided to a transverse stretching device, and tenter-stretched in the transverse direction at a temperature of 140 ° C. and a strain rate of 100% / sec by a factor of 6.0 to give a white opaque stretch. Films were obtained continuously.
  • Table 1 shows the manufacturing conditions, various physical property values in the manufacturing process, and various physical property values of the obtained porous film.
  • a stretched film was obtained in the same manner as in Example A, except that the distance between the longitudinal stretching rolls was changed to 180 mm and the neck-in ratio was set to 35%.
  • Table 1 shows various conditions and physical property values.
  • the crystals of the above-mentioned) three crystal nucleating agents in the pellets obtained in Example 1 were mostly columnar crystals, and some were needle-like crystals.
  • the melting temperature of the crystals was about 280 ° C., and at the time of T-die extrusion at 220 ° C.), the three-crystals were precipitated in a substantially non-oriented state.
  • Example 3 A stretched film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the neck-in ratio was changed to 25% by changing the distance between the longitudinal stretching rolls to 15.5 mm. Table 1 shows various conditions and physical property values.
  • a stretched film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the annealing treatment using a roll after the longitudinal stretching was omitted.
  • Table 1 shows various conditions and physical property values.
  • a stretched film was obtained in the same manner as in Example 2 except that the annealing process using a roll after the longitudinal stretching was omitted.
  • Table 1 shows various conditions and physical property values.
  • a stretched film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the stretching ratio in the longitudinal direction was changed from 10% to 0% in the annealing step after the longitudinal stretching.
  • Table 1 shows the various conditions and physical properties.
  • a stretched film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the roll temperature was changed from 144 ° C. to 14 O in the annealing step after the longitudinal stretching.
  • Table 1 shows the various conditions and physical properties.
  • a stretched film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the transverse stretching strain rate was set to 150% / sec. Table 1 shows various conditions and physical property values.
  • a stretched film was obtained in the same manner as in Example A, except that a propylene homopolymer of MFR 7.5 g / 10 minutes was used as the polypropylene resin, and the roll surface temperature during longitudinal stretching was set to 120 ° C. Was. Table 1 shows various conditions and physical property values.
  • a stretched film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the distance between the longitudinal stretching rolls was changed to 115 mm and the neck-in rate was changed to 15%.
  • Table 1 shows various conditions and physical property values.
  • a stretched film was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the annealing process using a roll after longitudinal stretching was omitted.
  • Table 1 shows various conditions and physical property values.
  • the film of the present invention is a porous polypropylene film having excellent thickness uniformity, high porosity and air permeability, and further satisfying the electrical resistance required for the battery separator.

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Description

多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィルム及びその製造方法 技術分野 本発明は、 微細な多数の連続貫通孔を有する多孔性ポリプロピレン逐次ニ軸延 伸フィルム、 その製造方法、 及び、 該フィルムからなる電池セパレー夕一等に関 する。 背景技術 ポリプロピレンには、 α晶ゃ |8晶等の結晶形態が存在するが、 特定の結晶化条 件や β晶核剤を配合することにより) 3晶を優先的に生成させることができる。 /3 晶は熱的及び力学的な要因で安定な α晶に結晶転移することが知られており、 近 年、 延伸過程で生じるその結晶転移を利用した連続貫通孔を有する透気性ポリプ ロピレンフィルムの製造方法がいくつか提案されている (特開平 7— 1 1 8 4 2 9号、 特開平 9— 1 7 6 3 5 2号、 特開平 9— 2 5 5 8 0 4号、 特開平 6— 1 0 0 7 2 0号) 。 しかしながら、 |3晶を利用した多孔形成機構は複雑であり、 未だ 明らかにされていない。 このため、 これらの方法で安定的に多孔性フィルムを生 産するまでには至っていない。
上記公報はいずれも、 多孔性フィルムを得るために、 延伸前の原反シートにで きるだけ多くの β晶を生成させ、 次いで最適温度で延伸することを推奨しており、 /3晶含量の指標として X線回折測定から求まる Κ値を採用している。 Κ値 1 . 0 は /3晶含量 1 0 0 %を表し、 当該 Κ値が高いものほど透気性の高い多孔性フィル ムが得易いとの認識の下、 例えば、 特開平 9— 2 5 5 8 0 4号では 0 . 7以上、 好ましくは 0 . 8〜0 . 9 8の Κ値を推奨している。 また推奨延伸温度は、 縦延 伸で約 5 0〜 1 0 0 程度、 横延伸で約 1 0 0〜 1 5 0 °C程度である。
これら推奨される K値は特定の /3晶核剤を配合することで、 特別な結晶化条件 によらずとも比較的容易に達成されるが、 高い K値を有するシートを推奨される 温度条件で延伸しても、 必ずしも透気性の高い多孔性フィルムは得られない。 例えば、 延伸時の歪み速度は、 多孔形成に影響して、 特に横延伸時の歪み速度 が速くなると多孔形成が阻害される傾向が強く、 通常の無孔ポリプロピレン二軸 延伸フィルム製造の一般的な横延伸歪み速度 6 0倍/分 (又は 1 0 0 %/秒) 以 上で延伸すると、 全く多孔化しない場合もある。 歪み速度は、 延伸方向における 試料寸法 Dに対する延伸速度 Vの比 V/D (又は 1 0 0 V%ZD) として求めら れ、 特開平 6— 1 0 0 7 2 0号では多孔化するための条件として 1 0倍/分 ( 1 7 %ノ秒) 未満の極めて遅い歪み速度 (縦方向及び横方向) を推奨している。 しか しながら、 歪み速度の低下は、 生産性の悪化に繋がるので好ましくない。
また、 高い K値、 好ましい延伸温度及び遅い歪み速度を適用しても多孔化しな い場合もあり、 ^晶を利用した多孔化機構は複雑で、 未だ安定的な工業的製造条 件は確立されておらず改善の余地があった。
その他、 多孔化以外の問題点として、 これまでフィルム製造時の破断が大きな 問題となっていた。 炭酸カルシウム等のフィラー充填型の多孔性フィルムに比べ て 晶を利用する場合は破断性は改善されるものの未だ満足できるものではなく、 更なる改善が望まれていた。
近年、 多孔性ポリプロピレンフィルムは、 その特性を利用して様々な分野で利 用されている。 具体的には、 その透湿性を利用して紙おむつ、 生理用品、 包装材 料として、 また印刷特性を利用して合成紙、 壁紙材料として、 更にその分離特性 を利用して濾過膜、 電池セパレーターとしての応用がなされている。
特に最近の電子機器の急速な普及に伴い電池セパレーターとしての利用が盛ん である。 3晶を利用した多孔性ポリプロピレンフィルムの電池セパレーターへの 応用例として特開 2 0 0 0 - 3 0 6 8 3号等これまでいくつかの提案がある。 電池セパレーターの諸物性の中で、 特に重要なものに電気抵抗がある。 電気抵 抗は、 陽極と陰極との間でセパレ一ターを通って流れる電流に対する抵抗の測定 値であり、 ガーレ透気度と孔径との積と比例関係にあることが知られている
( 「化学工業」 1月号(1997)又は R. W. Cal lahan等、 The Tenth Internat ional Seminar on Prairaary and Secondary Bat tery Technology and Appl icat ion, March 1-4, 1993) 。 当該電気抵抗値は、 一般にできるだけ低い方が望ましく、 具 体的には厚み 1 m i 1 ( 2 5 fi m) 当たりの電気抵抗値が 3 0 o hm · i n未満、 より好ましくは 2 0 o h m · i n未満とされている。
特開 2 0 0 0— 3 0 6 8 3号では、 縦及び横延伸時の温度と延伸倍率、 更に総 延伸範囲を含むいくつかの推奨延伸条件が記載されている。 しかしながら、 特開 2 0 0 0 - 3 0 6 8 3号に記載の多孔性フィルムを用いた電池セパレ一夕一は、 厚みの均一性の点で必ずしも満足できるものではなく、 また、 該公報に記載の推 奨延伸条件を適用しても、 必ずしも電池セパレ一夕一に要求される電気抵抗を満 足する多孔性フィルムが得られるとは限らない。
従って、 更なる当該多孔形成の機構の解明と、 その機構に合致した最適な工業 的製造方法の確立が望まれていた。 特に、 従来は、 多孔性フィルムの厚みの均一 性が十分ではなく、 そのために、 フィルム特性の均一性、 例えば、 透気度、 引張 特性、 電気抵抗、 空孔率等の均一性が十分満足できないものであり、 製造された フィルムは箇所によって上記フィルム特性にばらつきがあった。 従って、 厚みの 均一性に優れた多孔性フィルム及びその製造法を開発することが要請されている。 本発明は、 かかる問題点を解消し、 特に、 厚みの均一性が高く、 空孔率及び透 気性が高いフィルムであって、 好ましくは電池セパレーターに要求される電気抵 抗を満足する多孔性ポリプロピレンフィルムを提供することを目的とする。
更に、 本発明は、 製造時にフィルムが破断しにくく、 かかる多孔性ポリプロピ レンフィルムを安定して且つ高い歪み速度で製造する方法を提供することを目的 とする。 発明の開示 本発明者らは、 上記課題に鑑み鋭意研究を行った結果、 以下の(I)法及び 又 は(I I)法で縦延伸後のシートの j3晶ラメラ層を一定の方向へ配向せしめることに より、 続く横延伸工程で多孔形成が促進され、 最終的に得られる二軸延伸フィル ムの厚さの均一性が向上すると共に、 空孔率及び透気性が高く、 風合いが良好で、 更に電池セパレ一夕一に要求される電気抵抗をも満足する多孔性ポリプロピレン フィルムが得られることを見出した。 α)法: ^晶核剤であるアミド系化合物を針状結晶とし、 当該針状結晶を含有 するポリプロピレン系樹脂組成物を τダイから押し出す際の樹脂温度をポリプロ ピレンの融点以上、 且つアミド系化合物のポリプロピレン系樹脂溶融物に対する 溶解温度未満とし、 更にアミド系化合物の針状結晶が存在する状態で τダイから ポリプロピレン系樹脂組成物の溶融物を押し出す。
(I I) 法:縦延伸時のネックイン率を 2 5 %以上 5 5 %以下とする。
特開平 8— 1 9 7 6 4 0号では、 当該アミド系化合物の針状結晶を含むポリプ ロピレン系樹脂組成物を、 ポリプロピレン系樹脂の融点以上、 且つアミド系化合 物のポリプロピレン系樹脂溶融物に対する溶解温度未満の樹脂温度で押し出し成 形して、 結晶ラメラ層を配向せしめる方法が提案されており、 これにより、 ポリ プロピレン系樹脂成形体の剛性及び熱変形温度が改善できる旨記載されているが、 かかる方法を用いて延伸フィルム製造用のポリプロピレン原反シートを製造する こと、 及びかかる原反シートを延伸した場合に多孔化が促進することは何ら示唆 されていない。
又、 従来の 2軸延伸フィルム製造においては、 例えば、 「高分子加工 O n e Ρ o i n t第 2巻 「フィルムをつくる」 」 1 9 9 8年 1 0月 5日、 共立出版発行第 8頁に記載されているように、 フィルムの均一性の点から縦延伸工程における ネックイン率をできる限り小さくすることが通常であり、 上記のようにネックィ ン率を増加させることにより 3晶ラメラ層が配向して多孔形成が促進されること は、 驚くべきことであった。
更に、 上記の(I)法及び Z又は (I I) 法により、 )3晶ラメラ層を一定の方向へ 配向せしめた縦延伸シートを得ることにより、 横延伸工程でフィルムが破断しに くくなると共に横延伸歪み速度を増大できるという効果も奏されることが見出さ れた。
更に、 本発明者の研究によれば、 当該縦延伸工程と横延伸工程の間で、 特定条 件下でのアニーリング処理を行うと、 更に多孔形成が促進され、 得られるニ軸延 伸フィルムの前記諸物性が更に改善されると共に、 耐破断性が損なわれることな く、 横延伸時の歪み速度も一段と大きくできることを見出した。
本発明は、 かかる知見に基づいて完成されたものであり、 特に、 下記の多孔性 、、 その製造方法及び電池セパレーターを提供するもので ある。
項 1 ポリプロピレン系樹脂及び β晶核剤を含有する β晶核剤含有多孔性ポリ プロピレン逐次二軸延伸フィルムであって、 フィルムの厚み均一性が 0. 1以下 であり、 電子顕微鏡を用いたフィルムの縦及び横方向に沿った断面観察で下記 (a)及び (b)の多孔構造を示すことを特徴とする β晶核剤含有多孔性ポリプロピレ ン逐次二軸延伸フィルム:
(a)横方向に沿った断面:縦方向に沿った断面像に比べて、 多くのラメラ断面が 存在する。 当該ラメラ断面間に多数の空孔が有り、 当該空孔の厚み方向の最大孔 径及び横方向の最大孔径はそれぞれ 0. 1〜 5 m及び 1〜 50 で、 厚み方 向の最大孔径 横方向の最大孔径の比は 1Z2〜1Z20である;
(b)縦方向に沿った断面:横方向に沿った断面像に比べて、 ラメラ断面が少ない か又は存在しない。 多数の空孔が有り、 当該空孔の厚み方向の最大孔径及び縦方 向の最大孔径はそれぞれ 0. 1〜 5 ^ m及び 1〜 50 ^ mで、 厚み方向の最大孔 径ノ縦方向の最大孔径の比は 1Z2〜1Z20である。
項 2 ポリプロピレン系樹脂及び β晶核剤を含有する β晶核剤含有多孔性ポリ プロピレン逐次二軸延伸フィルムであって、 フィルムの厚み均一性が 0. 07〜
0. 04であることを特徴とする上記項 1に記載の β晶核剤含有多孔性ポリプロ ピレン逐次二軸延伸フィルム。
項 3 ASTM D 726に従って測定したガーレ透気度が 10〜: L 00 sec /10mlであり、 空孔率が 30〜 65 %である上記項 1又は 2に記載の β晶核剤含 有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィルム。
項 4 ガーレ透気度と平均孔径から下記の式に従い算出した電気抵抗推定値 R が、 30 ohm' in/mi 1未満である上記項 1〜 3のいずれかに記載の ]3晶 核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィルム:
R= 2 5 (4. 2 tcurd) /L
[式中、 Rは 31重量%K OH溶液中のフィルムの電気抵抗の推定値 (ohm-
1 n/mi 1) を示し、 tGurは ASTM D 726に従つて測定したガーレ透気 度 (s e cZl Oml) を示し、 dは水銀圧入法により求めた平均孔径 (xtm) を示し、 Lはフィルム厚み ( m) を示す] 。
項 5 平均孔径が、 バブルポイント法 (J I S K 3832) で測定した場合 に 0. 04〜0. 06 mであり、 水銀圧入法で測定した場合に 0. 10〜 0. 50 mであり、
フィルム断面の電子顕微鏡 (SEM) 観察から求めた場合に、 フィルム厚み方 向の最大孔径が 0. 1〜 5 μ m、 厚み方向に垂直な方向の最大孔径が:!〜 50 mであり、
J I S Z 0208に準拠して測定した透湿度が、 3000〜 6000 g/ m2 · 24hであり、
J I S K 7127に準拠して測定した引張強度が縦方向及び横方向共に 5 0〜; 10 OMP aであり、
純水の代わりに界面活性剤 (ポリォキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリ ゥム (エチレンォキシド付加モル数 =3モル) ) の 0. 25重量%水溶液を用い た以外は J I S L 1092に準拠して測定した耐水圧が 200〜400kP aである
ことを特徴とする上記項 1〜 4のいずれかに記載の β晶核剤含有多孔性ポリプロ ピレン逐次二軸延伸フィルム。
項 6 j3晶核剤が、 (1)N, N'—ジフエ二ルへキサンジアミド、 N, N'—ジシ クロへキシルテレフタルアミド及び N, N'—ジシクロへキシルー 2, 6一ナフタ レンジカルボキサミドからなる群から選択される少なくとも 1種、
(2)N, N'—ジシクロへキサン力ルポ二ルー p—フエ二レンジァミン、 N, N 'ージベンゾィルー 1, 5—ジァミノナフタレン、 Ν, Ν'—ジベンゾィル— 1, 4—ジアミノシクロへキサン及び N, N'—ジシクロへキサンカルボ二ルー 1, 4 ージアミノシクロへキサンからなる群から選択される少なくとも 1種、
(3) Ν—シクロへキシルー 4一 (Ν—シク口へキサンカルボニルァミノ) ベンズ アミド及ぴ Ν—フエニル一 5— (Ν—べンゾィルァミノ) ペンタンアミドからな る群から選択される少なくとも 1種、 又は
(4)上記(1)〜(3)のアミド系化合物の 2種以上の混合物
である上記項 1〜 5のいずれかに記載の β晶核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次 二軸延伸フィルム。
項 7 β晶核剤及びポリプロピレン系樹脂を含有するポリプロピレン系樹脂組 成物の溶融物を Τダイから押し出し、 チルロール上で冷却して得られる J3晶含有 ポリプロピレン原反シ一トを縦延伸し、 次いで横延伸する逐次二軸延伸工程によ り上記項 1に記載の /3晶核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィルムを 製造する方法であって、 以下の(I)法及び Z又は (II)法を行うことにより、 縦延伸 後に得られるシートの X線回折測定により求めた 3晶の結晶格子 (300) 面の 極図形から算出した ]3晶の配向度を 0. 30未満とすることを特徴とする ]3晶核 剤含有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィルムの製造方法:
(I)法: )3晶核剤として項 6に記載のアミド系化合物の針状結晶及びポリプロ ピレン系樹脂を含有するポリプロピレン系樹脂組成物を調製し、 ポリプロピレン 系樹脂の融点以上であってアミド系化合物の針状結晶がポリプロピレン系樹脂の 溶融物に溶解する温度未満の温度 (T1) において、 該 i3晶核剤の針状結晶を含 有するポリプロピレン系樹脂組成物を溶融し、 上記温度 (T1) において、 アミ ド系化合物の針状結晶が存在する状態で溶融ポリプロピレン系樹脂組成物を Tダ ィから押し出す。
(II)法:縦延伸時のネックイン率を 25%以上 55%以下とする。
項 8 縦延伸後のシートを、 130〜 160 で:!〜 300秒間、 縦方向に縦 延伸率 0〜30%で延伸しながらアニーリング処理し、 次いで横延伸することを 特徴とする上記項 7に記載の多孔性フィルムの製造方法。
項 9 横延伸工程において、 延伸温度 120〜 155で、 延伸倍率 4〜 10倍 で、 100〜300%/secの横延伸歪み速度で横延伸することを特徴とする上記 項 7又は 8に記載の多孔性フィルムの製造方法。
項 10 上記項 4に記載の β晶核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィ ルムを含む電池セパレーター。
項 11 上記(II)法において、 ネックイン率を 35%以上 55%以下とするこ とにより、 上記 ]3晶の配向度を 0. 28未満とする上記項 7に記載の多孔性フィ ルムの製造方法。
項 12 上記(II)法において、 上記ネックイン率を 40%以上 55%以下とす ることにより、 上記 0晶の配向度を 0. 27未満とする上記項 7に記載の多孔性 フィルムの製造方法。
項 13 縦延伸後のシ一トを、 140〜 150 °Cで:!〜 60秒間、 縦方向に 縦延伸率 0〜20%で延伸しながらアニーリング処理し、 次いで横延伸すること を特徴とする上記項 7に記載の多孔性フィルムの製造方法。
項 14 縦延伸後のシートを、 145〜150°0で1〜10秒間、 縦方向に縦 延伸率 0〜10%で延伸しながらアニーリング処理し、 次いで横延伸することを 特徴とする上記項 7に記載の多孔性フィルムの製造方法。
項 15 原反シートの /3晶含量が、 60〜 90 %である上記項 7に記載の多孔 性フィルムの製造方法。
項 16 前記(II)法において、 原反シートが、 )3晶核剤とポリプロピレン系榭 脂とから得られたペレツトを溶融し、 得られた 200〜28 O の溶融樹脂を T ダイから押し出し、 得られた溶融シートを 110〜130°«0で10〜60秒間冷 却及び結晶化することにより得られる上記項 7に記載の製造法。
項 17 j8晶核剤が、 (1)N, N'—ジフエ二ルへキサンジアミド、 Ν, N'—ジ シクロへキシルテレフタルアミド及び N, N'—ジシクロへキシル—2, 6—ナフ タレンジカルボキサミドからなる群から選択される少なくとも 1種、
(2) N, N'—ジシクロへキサンカルボニル— Ρ—フエ二レンジァミン、 Ν, Ν '—ジベンゾィルー 1, 5—ジァミノナフタレン、 N, N'—ジベンゾィル _1, 4—ジアミノシクロへキサン及び N, N'—ジシクロへキサンカルボ二ルー 1, 4 ージァミノシク口へキサンからなる群から選択される少なくとも 1種、
(3) Ν—シクロへキシルー 4一 (Ν—シクロへキサン力ルポニルァミノ) ベンズ アミド及び Ν—フエ二ルー 5— (Ν—ベンゾィルァミノ) ペンタンアミドからな る群から選択される少なくとも 1種、 又は
(4)上記(1)〜(3)のアミド系化合物の 2種以上の混合物
である上記項 10に記載の電池セパレ一ター。 図面の簡単な説明 図 1は、 ネックイン率 1 5 %及び 4 5 %で得られた縦延伸シートの X線回折像 である。
図 2は、 縦延伸シートにおける β晶ラメラの配向概念図である。
図 3は、 ネックイン率 4 5 %で得られた縦延伸シートを横延伸して得られた本 発明の多孔性二軸延伸フィルムの断面の電子顕微鏡 (S EM) 写真 (1 0 0 0 倍) であり、 (Α) は該多孔性二軸延伸フィルムの横方向 (TD) に沿った断面 像を示し、 (Β) は縦方向 (MD) に沿った断面像を示す。
図 4は、 ネックイン率 4 5 %で得られた縦延伸シートを横延伸して得られた本 発明の多孔性二軸延伸フィルムの断面の構造を示す概念図である。
図 5 (i)及び(i i)は、 それぞれ実施例 A (本発明の(I)法により多孔性フィルム を製造した例) 及び実施例 1 (本発明の(I)法を採用することなく、 (II)方により 多孔性フィルムを製造した例) に準じて調製した縦延伸前の原反シートの顕微鏡 写真である。
図 6は、 本発明の(I)法及び (II)法による多孔性フィルムの製造工程を示す概念 図である。
図面において、 符号は次の意味を示す。
1 )3晶ラメラ
2 ラメラ断面
3 空孔
4 延伸部
X t 横方向の最大孔径
Xm 縦方向の最大孔径
Y 厚み方向の最大孔径
1 l p β晶核剤の柱状結晶
1 I n )3晶核剤の針状結晶
2 2 固化したポリプロピレン系樹脂
2 3 溶融ポリプロピレン系樹脂
2 4 ポリプロピレン系樹脂の ]3晶ラメラ
3 1 空孔 発明の詳細な記載 本発明は、 縦延伸後に得られるシートの X線回折測定により求めた β晶の結晶 格子 (3 0 0 ) 面の極図形から算出した ;6晶の配向度を 0 . 3 0未満とすること を特徴とするものである。 本発明では、 該配向度を 0 . 3 0未満とするために、 前記 (I)法又は (I I)法を行うか、 又は (I)法と (I I)法とを併用する。
本発明の(I)法は、 ポリプロピレン系樹脂の β晶が配向した原反シ一トを用いて、 縦延伸及び横延伸をする方法である。 即ち、 /3晶核剤であるアミド系化合物の針 状結晶を析出させたポリプロピレン系樹脂組成物を、 該アミド系化合物の針状結 晶の溶融ポリプロピレン系樹脂への溶解温度未満の温度で Τダイから押し出すと、 該針状結晶が配向する。 こうして得られる Τダイからの押出物を冷却すると、 得 られる原反シート中には、 上記アミド系化合物の針状結晶に沿ってポリプロピレ ン系樹脂の^晶が配向結晶化する。 得られる原反シートを縦延伸すると、 縦延伸 シート中の 晶の上記配向度が 0 . 3 0未満となる。
また、 本発明の前記(I I)法は、 原反シートの縦延伸の際のネックイン率を調整 する方法である。 通常の方法により得られる原反シートを縦方向に延伸すると、 原反シートは幅方向すなわち横方向に収縮してシート幅は減少する。 本発明のネ ックイン率はかかる収縮率を意味する。 本発明の(I I)法では、 縦延伸工程でかか るネックイン率を 2 5 %以上、 好ましくは 3 5 %以上、 より好ましくは 4 0 %以 上 5 5 %以下にすることを特徴とする。 ネックイン率の増加に伴い、 )3晶ラメラ 層の配向が増し、 縦延伸シート中の 晶の上記配向度が 0 . 3 0未満となる。
上記 (I)法及び/又は(I I)法により得られる縦延伸シートを、 続く横延伸工程に 供することにより、 多孔形成が促進され、 速い歪み速度を適用しても多孔形成が スムーズに進行して、 高い透気性を有する多孔性フィルムが得られる。 多孔性ポリプロピレン系樹脂逐次二軸延伸フィルム
前記のように、 本発明の多孔性ポリプロピレン系樹脂逐次二軸延伸フィルムは、 ポリプロピレン系樹脂及び 晶核剤を含有し、 厚さの均一性に優れたフィルムで あり、 電子顕微鏡を用いたフィルムの縦及び横方向に沿つた断面観察で下記 ω及 び (b)の多孔構造を示す、 β晶核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィル ムである。
(a)横方向に沿った断面:縦方向に沿った断面像に比べて、 多くのラメラ断面が 存在する。 当該ラメラ断面間に多数の空孔が有り、 当該空孔の厚み方向及び横方 向の最大孔径はそれぞれ 0. 1〜 5 ^ m及び 1〜 50 ^ mで、 厚み方向の最大孔 径 Z横方向の最大孔径の比は 1Z2〜1Z20である。
(b)縦方向に沿った断面:横断面像に比べて、 ラメラ断面が少ないか又は存在し ない。 多数の空孔が有り、 当該空孔の厚み方向及び縦方向の最大孔径はそれぞれ 0. 1〜5 xm及び 1〜50 mで、 厚み方向の最大孔径/縦方向の最大孔径の 比は 1 Z 2〜 1ノ 20である。
本発明のフィルムが前記のような多孔構造を有する理由は、 未だ完全には解明 されていないが、 次のように推察される。
即ち、 前記のように、 当該(I)法及び Z又は(II)法により、 縦延伸完了後の縦延 伸シートにおいては、 i3晶ラメラ層が縦方向に配向している。 より詳しくは、 当 該縦延伸シートの X線回折測定により求めた 晶の結晶格子 (300) 面の極図 形から算出した) 3晶の配向度が 0. 30未満となる。 次いで、 縦方向に配向した 結果、 幅方向に積層したラメラ層を含んだ縦延伸シートを、 横延伸すると、 積層 したラメラ層が引き離され、 ラメラ層間に空孔が形成され、 その結果上記 (a)及び (b)に記載の構造を有するに至ると推察される。
この点について、 まず、 縦延伸時のネックイン率を 25%以上 55%以下とす る(II)法をもとに更に詳述すると次の通りである。
図 1にそれぞれネックィン率 15 %及び 45 %で得られた縦延伸シートの X線 回折像を示す。 縦延伸は、 K値 0. 96の ]3晶原反シートを用いて、 延伸温度及 び倍率それぞれ 90°C及び 4倍の条件で行った。 X線回折測定は、 シートの厚み 方向 (THROUGH方向) 、 シートの幅方向 (EDGE方向) 及び縦方向 (E ND方向) から行った。
EDGE方向の回折像を比較すると、 ネックイン率 15%で現れた /3晶由来の 結晶格子面 (300) の回折ピークがネックイン率 45%では消失しているのが 分かる。 この結果は、 ネックイン率 45%は 15%に比べて、 3晶ラメラの配向 度が高いことを示している。
すなわち、 原反シートを縦延伸すると、 i3晶ラメラは、 一部 晶へと結晶転移 しながら、 シート幅方向に積層するように配向する。 そして、 そのときのネック イン率は、 かかる J3晶ラメラ層の配向度に影響を及ぼし、 ネックイン率の増加に 伴い β晶の配向度は増すものと推察される。 かかる 3晶ラメラ層の配向概念図を 図 2に示す。
ネックイン率 45%では、 ネックイン率 15 %の場合に比べて、 図 2に示す /3 晶ラメラ 1の配向が増すため、 EDGE方向で ;8晶 (300) 面の回折ピークが 消失したものと考えられる。 一方、 ネックイン率 15%では )3晶ラメラ 1の配向 が不十分であるため、 三種の測定方向で (300) 面の回折ピークが検出された ものと推察される。
上述のラメラ層 1が配向したネックイン率 45 %で得られた縦延伸シートを、 横延伸して得られる多孔性二軸延伸フィルム (後記実施例 1で得られた多孔性二 軸延伸フィルム) の断面の電子顕微鏡 (SEM) 写真 (1000倍) 及びその概 念図をそれぞれ図 3及び図 4に示す。 図 3の(A)は、 該多孔性二軸延伸フィルム の横方向 (TD) に沿った断面を示し、 図 3の(B)は該多孔性二軸延伸フィルム の縦方向 (MD) に沿った断面を示す。
縦方向 (MD) に沿った断面 (MD断面) よりも横方向 (TD) に沿った断面 (TD断面) において多くのラメラ断面が認められることから、 本発明において は、 横延伸工程でラメラ層の引き離しが生じて、 その結果、 空孔が形成されるも のと推察される。
図 4を参照すると、 横方向に沿った断面 (TD断面) において、 縦方向に沿つ た断面 (MD断面) 像に比べて、 多くのラメラ断面 2が存在し、 当該ラメラ断面 間に多数の空孔 3が有り、 当該空孔の厚み方向の最大孔径 (Y) 及び横方向の最 大孔径 (Xt) はそれぞれ 0. 1〜5 m及び 1〜50 iimで、 厚み方向の最大 孔径 (Y) /横方向の最大孔径 (Xt) の比は 1Z2〜1Z20である。
また、 図 4に示す縦方向に沿った断面 (MD断面) においては、 横断面像 (T D断面像) に比べて、 ラメラ断面が少ないか又は存在しない。 多数の空孔 3が有 り、 当該空孔の厚み方向の最大孔径 (Y) 及び縦方向の最大孔径 (Xm) はそれ ぞれ 0. 1〜5 m及び 1〜50 mで、 厚み方向の最大孔径 (Y) Z縦方向の 最大孔径 (Xm) の比は 1Z2〜1Z20である。
尚、 上記横方向の最大孔径 (Xt) 、 縦方向の最大孔径 (Xm) 及び厚み方向 の最大孔径 (Y) は、 後述する実施例の欄の [孔径] の項に記載の方法により測 定されるものである。 厚さ方向の最大孔径 (Y) は、 横方向に沿った断面 (TD 断面) 及び縦方向に沿った断面 (MD断面) の双方を観察し、 厚さ方向の孔径が 最大の空孔について求めたものである。
上述のネックイン率 15%及び 45%の縦延伸シ一トのそれぞれを、 140 で 6. 0倍横延伸して得られた二軸延伸フィルムは、 AS TM D726に従つ て測定したガーレ透気度 (s e c/10ml) が、 それぞれ 100 (後述の比較 例 1) 及び 12 (後述の実施例 1) であり、 後者が前者に比べて高い透気性を示 した。 これはラメラ層の配向度の増大が多孔形成を促進したためと推察される。 一方、 (I)法は縦延伸の前工程、 すなわち原反シ一トの製造時に、 予め /3晶ラ メラ層を配向させる方法であり、 前記(II)法で示したネックイン率を 45%に増 大させた場合と同様の効果を有する。
すなわち、 )3晶核剤である前記項 6に記載のアミド系化合物を溶融ポリプロピ レン系樹脂に完全溶解させた後冷却することにより、 該アミド系化合物をポリプ ロピレン系樹脂中で再結晶させて針状結晶とし、 当該針状結晶を含有するポリプ ロピレン系樹脂組成物を、 ポリプロピレンの融点以上であって、 且つ、 アミド系 化合物のポリプロピレン系樹脂溶融物に対する溶解温度未満の樹脂温度で Tダイ から押し出すと、 せん断力により当該アミド系化合物の針状結晶は樹脂の流れ方 向に配向する。 更にかかる配向した針状結晶を結晶核として、 ポリプロピレン系 樹脂が 晶へと結晶化する。 この原反シートを得た時点ですでに 晶ラメラ層は 配向しており、 その配向度が 0. 30未満となっている場合もあるが、 通常のよ うに原反シートを縦延伸することにより j8晶ラメラ層の配向度が更に向上して縦 延伸シートにおける i3晶ラメラ層の配向度は 0. 30未満となる。 その結果、 当 該 jS晶ラメラ層はシ一ト幅方向に積層するように配向して、 ネックィン率を増大 させた時と同様の配向状態をとるものと考えられる。 従って、 (I)法を採用した場合は、 続く縦延伸工程で(I I)法のようにネックィ ン率を上げる必要は必ずしもない。 しかし、 a)法及び αι)法を組み合わせること で、 0晶ラメラ層の配向度を更に上げることが可能であり、 多孔形成を最大限に 促進することが可能となる。
(I)法に用いるポリプロピレン系樹脂組成物は、 3晶核剤である前記項 6に記 載の当該アミド系化合物の針状結晶を含有する。 かかるポリプロピレン系樹脂組 成物の調製は、 次の様に行われる。 ポリプロピレン系樹脂に当該アミド系化合物 を配合した後、 当該アミド系化合物のポリプロピレン系樹脂溶融物に対する溶解 温度以上にて溶融混鍊を行い、 一旦アミド系化合物をポリプロピレン系樹脂溶融 物に均一溶解させる。 次に、 この溶融樹脂を冷却すると、 ポリプロピレン系樹脂 中にアミド系化合物が針状結晶として析出する。 溶融混練する前の当該アミド系 化合物の結晶形態は通常柱状結晶であり、 これをポリプロピレン系樹脂溶融物中 で均一溶解、 次いで冷却することにより結晶形態が針状へと変化する。 従って、 溶融混練時の温度が、 当該アミド系化合物のポリプロピレン系樹脂溶融物に対す る溶解温度未満では、 針状結晶とならない。 更に当該アミド系化合物が柱状結晶 のままでは、 続く Τダイ押し出し及び結晶化工程において ]3晶ラメラ層の配向度 は上がらない。
図 5の(i)及び (i i)に、 それぞれ、 後述の実施例 A (本発明の(I)法により多孔 性フィルムを製造した例) 及び実施例 1 (本発明の(I)法を採用することなく、 (I I)法により多孔性フィルムを製造した例) に準じて調製した縦延伸前の原反シ ートの顕微鏡写真を示す。 顕微鏡観察は、 2 0 0 °Cのホットプレート上でポリプ ロピレン系樹脂を溶融させた状態で行つた。
図 5の(i)から、 (I)法を用いて調製した原反シートでは、 樹脂の流れ方向 (M
D方向) に沿ってアミド系化合物の針状結晶が配向している様子が分かる。 一方、 図 5の(i i)から、 (I)法を用いることなく調製した原反シートでは、 樹脂の流れ方 向 (MD方向) に対するアミド系化合物の柱状結晶の明確な配向性はないことが 分かる。
以上の(I)法及び (I I)法による多孔性フィルムの製造工程は、 例えば、 図 6に記 載の概念図に示すようになっているものと考えられる。 即ち、 (I)法では、 図 6の 「(1)法」 に示すように、 まず、 前記 )3晶核剤の針状 結晶 1 1 nと固体のポリプロピレン系樹脂を含有するペレツトを得ておき(1-1)、 これを、 ポリプロピレン系樹脂の融点以上であってアミド系化合物針状結晶のポ リプロピレン系樹脂の溶融物に対する溶解温度未満の温度 (T 1 ) で溶融して、 上記針状結晶 1 1 nと溶融ポリプロピレン系樹脂 2 3を含む溶融樹脂組成物を得 る (1-2) 。 こうして得られる溶融樹脂組成物を、 上記温度 (T 1 ) において、 アミド系化合物の針状結晶 1 1 nが存在する状態で Tダイから押し出すと、 樹脂 の流れに沿って該針状結晶 1 I nが配向し、 押し出された溶融シートには該針状 結晶 1 1 nが配向した状態で含まれる(1-3)。 チルロールでの冷却に伴い、 該針 状結晶 1 1 nに沿ってポリプロピレン系樹脂が結晶化するので、 ポリプロピレン 系樹脂の /3晶ラメラ 2 4が配向した状態で存在する原反シ一トが得られる(1-4)。 次いで、 原反シ一トを縦延伸すると更に ιδ晶ラメラ 2 4の配向性が高まる(1-5)。 次いで、 横延伸すると、 /3晶ラメラの間に空孔 3 1が生じて、 多孔性フィルムと なる(1-6)。
一方、 (I I)法では、 図 6の 「(11)法」 に示すように、 まず、 /3晶核剤の柱状結 晶 l i p (針状結晶でもよい) と固体のポリプロピレン系樹脂を含有するペレツ トを得る(11-1)。 次いで、 該ペレットを溶融させるが、 その際の温度条件は問わ ない。
該ペレットを、 ポリプロピレン系樹脂の融点以上であって /3晶核剤の結晶がポ リプロピレン系樹脂の溶融物に溶解する温度未満の温度 (T 2 ) で溶融すると、 上記柱状結晶 1 1 Pと溶融ポリプロピレン系樹脂 2 3を含む溶融樹脂組成物が得 られる (I I - 2) 。 こうして得られる溶融樹脂組成物を、 上記温度 (T 2 ) におい て、 アミド系化合物の柱状結晶 1 1 pが存在する状態で Tダイから押し出すと、 樹脂の流れに沿って該柱状結晶 1 l pは若干配向するが、 針状結晶の場合に比し その配向度は低く、 押し出された溶融シートには該柱状結晶 1 1 pが無配向に近 い状態で含まれる(Π- 3)。 チル口一ルでの冷却に伴い、 該針状結晶 1 1 nに沿つ てポリプロピレン系樹脂が結晶化するので、 ポリプロピレン系樹脂の j8晶ラメラ 2 4がほぼ無配向状態で存在する原反シ一トが得られる(11-4)。
一方、 上記ペレットを、 ポリプロピレン系樹脂の融点以上であって i3晶核剤の 結晶がポリプロピレン系樹脂の溶融物に溶解する温度以上の温度 (T 3 ) で溶融 し(I I- 2a)、 同温度 (T 3 ) で Tダイから押し出すと (I I- 3a) 、 チルロール上で の冷却結晶化工程において 晶核剤の針状結晶が無配向状態で析出し、 析出した β晶核剤結晶に沿つて結晶化したポリプロピレン系樹脂の /3晶ラメラ 2 4が無配 向状態で存在する原反シートが得られる (I I- 4a) 。
次いで、 上記ポリプロピレン系樹脂の )3晶ラメラ 2 4が無配向状態で存在する 原反シートを 2 5〜5 5 %の高いネックイン率で縦延伸すると、 該 )8晶ラメラ 2 4が配向する (I I- 5) 。 次いで、 横延伸すると、 ;8晶ラメラの間に空孔 3 1が生 じて、 多孔性フィルムとなる(11-6)。
必要ならば、 本発明では、 縦延伸後、 横延伸前に、 縦延伸シートを特定条件下 でアニーリング処理することができ、 これにより、 続く横延伸で、 更に多孔形成 が促進され、 空孔率及び透気性が改善される。 かかるアニーリング処理では、 β 晶ラメラ層の配向度を保持しつつ、 |S晶の一部又は全てがひ晶ラメラ層に結晶転 移し、 かかる結晶形の変化が多孔形成を更に促進しているものと考えられるが、 詳細は不明である。
前記の多孔構造を有する本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、 通気性、 透湿性に優れているだけでなく、 防漏性、 機械強度にも優れている。 そのため、 本発明のフィルムは、 簡易雨具、 簡易作業服等の透湿防水衣料、 衛生製品 (例え ば、 紙おむつ (使い捨ておむつ、 パンツ型おむつ等) 、 生理用ナプキン等の生理 用品、 失禁パッド等の吸収性物品、 ベッドシーツ等の衛生用品等) 、 防水シート、 壁紙等の建築材料、 除湿剤、 脱酸素剤、 ケミカルカイロ等の各種包装材料、 合成 紙、 濾過膜や分離膜、 医療材料及び農業用マルチシート、 さらに電池や電気分解 等に使われる電池セパレ一タ等の分野で広く利用することができる。
特に、 本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、 高い厚み均一性を有してお り、 フィルムの厚みの均一性は 0 . 1以下、 特に 0 . 1〜0 . 0 4、 好ましくは 0 . 0 7〜0 . 0 4である。 この物性を有するために、 本発明フィルムは、 フィ ルム特性、 例えば、 透気度、 引張特性、 電気抵抗、 空孔率等の均一性に優れてい るため、 フィルムの箇所によってこれら物性のばらつきがほとんどなく、 また生 産安定性の点で有利である。 本発明において、 「フィルムの厚みの均一性」 とは、 得られた多孔性フィルム の幅方向の中心線 (即ち、 フィルムの幅を二等分する点を縦方向につないだ中心 線) に沿って、 縦方向に 1 cm間隔で 100点について、 フィルムの厚みを膜厚 計で測定し、 平均厚み (Tave) 、 最大厚み (Tmax) 及び最小厚み (Tmin) を 求め、 式 (Tmax— Tmin) /Taveより算出した値である。
この値が小さいほど厚みの均一性は高い。 尚、 膜厚計としては、 各種の市販品 がいずれも使用でき、 例えば、 サンコゥ電子研究所製 「SME— 1」 を使用して フィルム厚みの均一性を測定できる。
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムの厚さは、 特に限定されず、 非常に薄 いもの及び厚さの大きいものの何れでもよい。 一般には、 該厚さとしては、 5〜 100 m程度、 好ましくは 10〜50 m程度である。
本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、 一般に、 10〜100 (sec/10m 1) 程度、 特に 10〜50 (sec/lOml) 程度のガーレ透気度を有している。
また、 本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムの空孔率は、 一般に 30〜65 %程度、 特に 40~55%程度であるのが好ましい。 ここで、 空孔率は、 延伸フ イルムを正方形状に切り取り、 一辺の長さ (L cm) 、 重量 (Wg) 、 厚み (D cm) を測定し、 以下の式より求めた値である。
空孔率 (%)= 100 - 100 (W/p) / (L2XD)
[式中、 <oは、 延伸前のポリプロピレン原反シートの密度を示す。 ] 。
また、 本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、 良好な風合いを更に有して いる。 この物性を有するために、 本発明フィルムは、 肌に接触するような応用分 野、 例えば、 紙おむつ、 生理用品、 各種包装材料として有利である。
また、 本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、 電池セパレー夕の製造用に 適した物性を有しており、 ガーレ透気度と平均孔径から下記の式に従い算出した フィルム厚み lmi 1 (25 m) 当たりの電気抵抗推定値 が、 30 ohm, i n/m i 1未満、 特に 4〜30 o hm · i n/m i 1である:
R=25 (4.2 tcurd) /L (式 1 )
[式中、 Rは 31重量%K OH溶液中のフィルムの電気抵抗の推定値 (ohm - i nZmi l ) を示し、 tGurは ASTM D 726に従って測定したガーレ透気 度 (s e cZl Oml) を示し、 dは水銀圧入法により求めた平均孔径 (; m) を示し、 Lはフィルム厚み ( m) を示す] 。
(式 1) は、 下記の (式 2) 及び (式 3) から導かれる。 ガーレ値 (s e c) と平均孔径 ( m) との積 (s e c - m) とフィルムの電気抵抗 RmA (mo hm' i n2) に、 (式 2) の比例関係が認められている (R.W.Callahan等、
The Tenth International Seminar on Primary and Secondary Batterv Technology and Application. March 1-4、 1993) 。 得られた RmA及び (式 3) からフィ ルム厚み lmi 1 (25 urn) 当たりの電気抵抗の推定値を算出することができ る (特開 2000— 30683号) 。
RmA=4.2 tGurd (式 2)
R=25 RmA/L (式 3)
また、 上記ガーレ透気度 (tGur) は、 ASTM D 726に準拠して測定された ものである。
更に、 本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムの平均孔径は、 パブルポイント 法 (J I S K 3832) で測定した場合に 0. 040〜0. 060 m程度、 特に 0. 045〜0. 055^ m程度であり、 水銀圧入法で測定した場合に 0. 10-0. 50 ]11程度、 特に 0. 20〜0. 40 m程度であり、 また、 フィ ルム断面の電子顕微鏡 (SEM) 観察から求めた場合に、 フィルム厚み方向の最 大孔径が 0. l〜5/im程度、 特に 0. 5〜5 m程度、 厚み方向に垂直な方向 の最大孔径が 1〜50 tm程度、 特に 5〜30 程度である。
更に、 本発明の多孔性ポリプロピレンフィルムは、 J I S Z 0208に準 拠して測定した透湿度が、 一般に 3000〜 6000 g/m2 · 24 h程度、 特に 4000〜5000 gZm2 · 24h程度であり、 J I S K 7127に準拠し て測定した引張強度が縦方向及び横方向共に 50〜100MP a程度、 特に 60 〜 80 M P a程度であり、 防漏性データとして、 純水の代わりに界面活性剤 (ポ リォキシェチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム (ェチレンォキシド付加モル 数 =3モル) ) の 0. 25重量%水溶液を用いた以外は J I S L 1092に 準拠して測定した耐水圧が 200〜400 kP a程度、 特に 200〜300 kP a程度である。
くポリプロピレン系樹脂〉
本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂は、 プロピレンを主要な構成成分と してなる重合体であって、 具体的には、 プロピレンホモポリマ一、 プロピレンを 主体としたエチレン、 ブテン、 ペンテン、 へキセン、 ヘプテン、 ォクテン、 ノネ ン、 デセン、 ゥンデセン、 ドデセンなどの炭素数 2又は 4〜12の 1一アルケン とのコポリマ一 (ランダム、 ブロックのいずれをも含む。 ) が例示される。 該コ ポリマーにおいて、 プロピレン含量は、 90重量%以上、 特に 92〜98重量% であるのが好ましい。
これらの中でも、 プロピレンを主体としたエチレン及び Z又は 1種以上の 1一 アルゲン (炭素数 2又は 4〜12) とのブロックコポリマ一が、 ホモポリマーに 比べて、 得られる多孔性ポリプロピレンの風合いの面で優れており、 また、 ラン ダムコポリマーに比べて、 通気性、 透湿性の面で優れており、 特に推奨される。 更には、 前記ポリプロピレン系樹脂と少量の熱可塑性樹脂、 例えば高密度ポリ エチレン、 ポリブテン— 1、 ポリ一 4ーメチルペンテン— 1などとのブレンドポ リマ一が例示される。 該ポリマ一ブレンドにおいて、 ポリプロピレン系樹脂の割 合は、 90重量%以上、 特に 92〜98重量%であるのが好ましい。
また、 本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂がプロピレン一エチレンコポ リマーである場合、 そのエチレン含量は、 3. 0〜7. 0重量%であることが推 奨される。 7. 0重量%を越える場合は延伸工程時に破断しやすくなり、 また、 3. 0重量%未満では、 延伸工程で延伸ムラが生じやすく、 更には得られるフィ ルムの透気性が極端に低下する傾向にあり、 また風合いを損なう傾向にある。 当該ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレート (以下 「MFR」 と略記する。 J I S K 6758- 1981により測定) は、 特に制限はないが、 通常、 0. 1〜10 g/10分程度の範囲の樹脂が使用される。 中でも、 1. 0〜5g/10分、 好 ましくは 2. 0〜4. 0 g/10分の範囲が延伸物の機械的物性などの諸物性及 ぴ加工性の面で、 推奨される。 MFRが、 0. 1 gZl 0分未満では高速成形が 難しく、 加工性の低下の原因となる。 又、 10 g/10分以上では延伸物の機械 的物性が低下する傾向にあり、 延伸時に破断しやすくなる。 く 3晶核剤〉
本発明に用いられる ;8晶核剤としては、 公知の 12—ヒドロキシステアリン酸 カリウム、 安息香酸マグネシウム、 コ八ク酸マグネシウム、 フタル酸マグネシゥ ム等のカルボン酸のアル力リ又はアル力リ土類金属塩、 ベンゼンスルホン酸ナト リウム、 ナフ夕リンスルホン酸ナトリウム等の芳香族スルホン酸化合物、 二また は三塩基カルボン酸のジもしくはトリエステル類、 テトラォキサスピ口化合物類、 イミドカルボン酸誘導体、 フタロシアニンブル一等のフタロシアニン系、 キナク リドン、 キナクリドンキノン等のキナクリドン系等の顔料、 有機二塩基酸である 成分 Aとアルカリ土類金属の酸化物、 水酸化物又は塩である成分 Bとからなる二 成分系及び下記一般式 (1) 〜 (3) で表されるアミド系化合物及びフタロイル グリシンのカルシウム塩等の一般式 (4) で表される酸イミドのアルカリ土類金 属塩が例示される。 なかでも下記一般式 (1) で表されるアミド系化合物が着色 等の問題がなく、 )3晶の生成に最も適している。
R2— NHCO— R1— CONH— R3 (1)
[式中、 R1は炭素数 1〜24の飽和若しくは不飽和の脂肪族ジカルボン酸残基、 炭素数 4〜 28の飽和若しくは不飽和の脂環族ジカルポン酸残基又は炭素数 6〜 28の芳香族ジカルボン酸残基を表す。 R2及び R3は、 同一又は異なって、 それ ぞれ炭素数 3〜18のシクロアルキル基、 一般式 (a) 、 一般式 (b) 、 一般式 (c) 又は一般式 (d) で示される基を表し、
Figure imgf000022_0001
上記各式中、 R4は水素原子、 炭素数 1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアル キル基、 炭素数 6〜10のシクロアルキル基又はフエ二ル基を表し、 R5は炭素数 1〜12の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表し、 R6及ぴ R7は同一又は異な つて、 炭素数 1〜4の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を表す。 ]
R9-CONH-R8-NHCO-R10 (2)
[式中、 R8は炭素数 1〜24の飽和若しくは不飽和の脂肪族ジァミン残基、 炭素 数 4〜 28の脂環族ジァミン残基、 炭素数 4〜14の複素環式ジァミン残基又は 炭素数 6〜28の芳香族ジァミン残基を表す。 R9及び R1()は同一又は異なって、 それぞれ炭素数 3〜12のシクロアルキル基、 一般式 (e) 、 一般式 (f) 、 一 般式 (g) 又は一般式 (h) で示される基を表し、
Figure imgf000023_0001
上記各式中、 R11は水素原子、 炭素数 1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のァ ルキル基、 炭素数 6〜10のシクロアルキル基又はフエ二ル基を表し、 R12は炭 素数 1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、 炭素数 6〜10のシクロ アルキル基又はフエ二ル基を表す。 R 13及び R 14は炭素数 1〜 4の直鎖状若しく は分岐鎖状のアルキレン基を表す。 ]
R16— CONH— R15 - C〇NH— R17 (3)
[式中、 R 15は炭素数 1〜28の飽和又は不飽和の脂肪族アミノ酸残基、 炭素数 6〜 12の飽和又は不飽和の脂環族アミノ酸残基又は炭素数 6〜 14の芳香族ァ ミノ酸残基を表す。 R16は一般式 (1) における R2又は Rsと同義であり、 R17は一般式 (2) における R9又は R1Qと同義である。 ]
Figure imgf000024_0001
[式中、 R18は、 水素原子、 炭素数 1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキ ル基、 フエニル基、 ベンジル基、 シクロへキシル基又は力ルポキシル基を表し、 aは 0〜12の整数を表し、 Aは一般式 (i) 、 一般式 (j) 、 一般式 (k) 、 一般式 (1) 又は一般式 (m) で表されるジカルボン酸残基を表し、
Figure imgf000024_0002
上記各式中、 R19は、 水素原子、 炭素数 1〜12の直鎖状若しくは分岐鎖状の アルキル基又はハロゲン原子を表し、 Xは 1〜4の整数、 yは 1〜6の整数を表 す。 尚、 X及び yが 1より大きい場合、 R 19で表されるそれぞれの基は同一又は 異なってもよい。 ]
一般式 (1) で示されるアミド系化合物は、 一般式 (l a) H〇〇C— R2°— COOH (la)
[式中、 R2°は前記の R1と同義である。 ]
で表される脂肪族、 脂環族又は芳香族のジカルボン酸と一般式 (lb)
R21-NH2 (lb)
[式中、 R21は前記の R2又は R3と同義である。 ]
で表される 1種若しくは 2種の脂環族又は芳香族のモノァミンとを常法に従つて アミド化することにより容易に調製することができる。
従って、 一般式 (1) の R1で示される 「ジカルボン酸残基」 とは、 下記の脂肪 族、 脂環族又は芳香族のジカルボン酸から二つの力ルポキシル基を除いて得られ る残基 (2価の基) を指す。 また、 一般式 (1) の R2及び R3は、 後述の脂環族 又は芳香族のァミンからアミノ基を除いて得られる残基である。
脂肪族ジカルボン酸としては、 炭素数 3〜26、 好ましくは 3〜14の飽和又 は不飽和の脂肪族ジカルボン酸が例示され、 より具体的には、 マロン酸、 ジフエ ニルマロン酸、 コハク酸、 フエエルコハク酸、 ジフエエルコハク酸、 グルタル酸、 3, 3—ジメチルダル夕ル酸、 アジピン酸、 ピメリン酸、 スベリン酸、 ァゼライ ン酸、 セバシン酸、 1, 12—ドデカン二酸、 1, 14—テトラデカン二酸、 1, 18—ォクタデカン二酸が例示される。
脂環族ジカルボン酸としては、 炭素数 6〜30、 好ましくは 8〜12の脂環族 ジカルボン酸が例示され、 より具体的には、 1, 2—シクロへキサンジカルボン 酸、 1, 4ーシクロへキサンジカルボン酸、 1, 5—デカリンジカルボン酸、 2, 6—デカリンジカルボン酸、 4, 4' —ビシクロへキサンジカルボン酸、 1, 4 —シク口へキサンジ酢酸が例示される。
芳香族ジカルボン酸としては、 炭素数 8〜30、 好ましくは 8〜22の芳香族 ジカルボン酸が例示され、 より具体的には、 p—フエ二レンジ酢酸、 p—フエ二 レンジエタン酸、 フタル酸、 4— tert—プチルフタル酸、 イソフタル酸、 5— t ert—プチルイソフタル酸、 テレフタル酸、 ナフタル酸、 1, 4一ナフタレンジ カルボン酸、 2, 6—ナフタレンジカルボン酸、 2, 7—ナフタレンジカルボン 酸、 ジフェン酸、 3, 3' ービフエニルジカルボン酸、 4, 4' ービフエニルジ カルボン酸、 4, 4' —ビナフチルジカルボン酸、 ビス (3—カルポキシフエ二 ル) メタン、 ビス (4一力ルポキシフエニル) メタン、 2, 2—ビス (3—カル ポキシフエニル) プロパン、 2, 2—ビス (4一カルボキシフエニル) プロパン、 3, 3, —スルホニルジ安息香酸、 4, 4, —スルホニルジ安息香酸、 3, 3' —ォキシジ安息香酸、 4, 4, —ォキシジ安息香酸、 3, 3, 一力ルポ二ルジ安 息香酸、 4, 4' —力ルポニルジ安息香酸、 3, 3' —チォジ安息香酸、 4, 4 , —チォジ安息香酸、 4, 4, 一 (p—フエ二レンジォキシ) ジ安息香酸、 4, 4, 一イソフタロイルジ安息香酸、 4, 4, ーテレフタロイルジ安息香酸、 ジチ ォサリチル酸などの芳香族二塩基酸が例示される。
脂環族モノアミンとしては、 炭素数 3〜18のシクロアルキルァミン、 一般式 (5)
Figure imgf000026_0001
[式中、 R22は前記の R5と同義である。 ]
又は一般式 (6)
Figure imgf000026_0002
[式中、 R23は前記の R7と同義である。 ]
で表される化合物が例示され、 より具体的には、 シクロプロピルァミン、 シクロ ブチルァミン、 シクロペンチルァミン、 シクロへキシルァミン、 2—メチルシク 口へキシルァミン、 3ーメチルシクロへキシルァミン、 4—メチルシクロへキシ ルァミン、 2ーェチルシクロへキシルァミン、 4ーェチルシクロへキシ /レアミン、 2—プロビルシクロへキシルァミン、 2一イソプロビルシクロへキシルァミン、 4—プロピルシク口へキシルァミン、 4—ィソプロピルシクロへキシルァミン、
4ーィソブチルシク口へキシルァミン、 4一 sec—ブチルシクロへキシルァミン、 4— tert—ブチルシク口へキシルァミン、 4一 n—アミルシク口へキシルァミン、 4一イソアミルシクロへキシルァミン、 4一 sec—アミルシクロへキシルァミン、 4一 ter t—アミルシクロへキシルァミン、 4—へキシルシクロへキシルァミン、 4—ヘプチルシクロへキシルァミン、 4一才クチルシクロへキシルァミン、 4 _ ノニルシクロへキシルァミン、 4—デシルシクロへキシルァミン、 4—ゥンデシ ルシクロへキシルァミン、 4ードデシルシクロへキシルァミン、 4ーシクロへキ シルシクロへキシルァミン、 4一フエ二ルシク口へキシルァミン、 シクロへプチ ルァミン、 シクロドデシルァミン、 シクロへキシ メチレアミン、 ひ一シクロへ キシルェチルァミン、 ーシクロへキシルェチルァミン、 ひーシクロへキシルプ 口ピルアミン、 /3—シクロへキシルプロピルァミン、 アーシクロへキシルプロピ ルァミンが例示される。
芳香族モノアミンとしては、 一般式 (7 )
Figure imgf000027_0001
[式中、 R 2 4は前記の R 4と同義である。 ]
又は一般式 (8 )
Figure imgf000027_0002
[式中、 R 2 5は前記の R 6と同義である。 ]
で表される化合物が例示され、 より具体的には、 ァニリン、 o—トルイジン、 m —トルィジン、 p—トルイジン、 o—ェチルァニリン、 p—ェチルァニリン、 o —プロピルァニリン、 m—プロピルァニリン、 p—プロピルァニリン、 o—クミ ジン、 m—クミジン、 p—クミジン、 o _ tert—ブチルァニリン、 p— n—ブチ ルァニリン、 ρ—イソブチルァニリン、 p— sec—ブチルァニリン、 ρ— t er t—ブ チルァ二リン、 p _ n—アミルァニリン、 p—イソアミルァニリン、 p—sec—ァ ミルァニリン、 p— ter t—アミルァニリン、 p—へキシルァニリン、 p—へプチ ルァニリン、 p—ォクチルァニリン、 p—ノニルァニリン、 p—デシルァニリン、 P—ゥンデシルァニリン、 p—ドデシルァニリン、 p—シクロへキシルァニリン、 o—アミノジフエニル、 m—アミノジフエニル、 p—アミノジフエニル、 ベンジ ルァミン、 一フエニルェチルァミン、 ;8—フエニルェチルァミン、 α—フエ二 ルプロピルァミン、 /3—フエニルプロピルァミン、 ァーフエニルプロピルアミン が例示される。
一般式 (1) で表されるアミド系化合物のうち、 特に好ましい化合物としては、 Ν, Ν, ージフエ二ルへキサンジアミド、 Ν, Ν, - ルアミド、 又は N, N' ージシクロへキシルー 2, 6
Figure imgf000028_0001
ミド等が挙げられる。
一般式 (2) で表されるアミド系化合物は、 一般式 (2 a) で表される脂肪族、 脂環族又は芳香族のジァミンと一般式 (2 b) で表される脂環族又は芳香族のモ ノカルボン酸の 1種若しくは 2種とを常法に従ってアミド化することにより容易 に調製できる。
H2N-R26-NH2 (2 a)
[式中、 R26は前記の R8と同義である。 ]
R27-COOH (2b)
[式中、 R27は前記 R9又は R1Dと同義である。 ]
従って、 一般式 (2) の R8で示される 「ジァミン残基」 とは、 下記の脂肪族、 脂環族又は芳香族のジァミンから二つのアミノ基を除いて得られる残基 (2価の 基) であり、 また、 一般式 (2) の R9及び R1Qは後述の脂環族又は芳香族のモノ カルボン酸から力ルポキシル基を除いて得られる残基である。
脂肪族ジァミンとしては、 炭素数 1〜24、 好ましくは炭素数 1〜12の脂肪 族ジァミン等が例示され、 より具体的には、 1, 2—ジアミノエタン、 1, 2— ジァミノプロパン、 1, 3ージァミノプロパン、 1, 4—ジァミノブタン、 1, 3—ジァミノペンタン、 1, 5—ジァミノペンタン、 1, 6—ジァミノへキサン、 1, 8—ジァミノオクタン、 1, 10—ジァミノデカン、 1, 11ージアミノウ ンデカン等が例示される。
脂環族ジァミンとしては、 炭素数 4〜28、 好ましくは 6〜15の脂環族ジァ ミン等が例示され、 より具体的には、 1, 2—ジアミノシクロへキサン、 1, 4 ージアミノシクロへキサン、 4, 4' —ジアミノジシクロへキシル、 4, 4' 一 ジァミノ一 3, 3 ' 一ジメチルジシクロへキシル、 4, 4' ージアミノジシクロ へキシルメタン、 4, 4' ージアミノー 3, 3' 一ジメチルジシクロへキシルメ タン、 1, 3—ビス (アミノメチル) シクロへキサン、 1, 4一ビス (アミノメ チル) シクロへキサン等の他、 イソフォロンジァミン、 メンセンジァミン等が例 示される。
複素環式ジアミンとしては、 その環構造中に窒素原子又はィォゥ原子を 1個又 は 2個含む 5員環又は 6員環の炭素数 4〜 14の複素環式ジァミン等が例示され、 より具体的には、 2, 3—ジァミノピリジン、 2, 6—ジァミノピリジン、 3, 4ージァミノピリジン、 o—トリジンスルホン等が例示される。
芳香族ジァミンとしては、 炭素数 6〜28、 好ましくは 6〜1 5の芳香族ジァ ミン等が例示され、 より具体的には、 o—フエ二レンジァミン、 m—フエ二レン ジァミン、 p—フエ二レンジァミン、 2, 3—ジァミノトルエン、 2, 4ージァ ミノトルエン、 2, 6—ジァミノトルエン、 3, 4—ジァミノトルエン、 4, 6 —ジメチルー m—フエ二レンジァミン、 2, 5—ジメチルー p—フエ二レンジァ ミン、 4, 5—ジメチル一 o—フエ二レンジァミン、 o—キシリレンジァミン、 m—キシリレンジァミン、 p—キシリレンジァミン、 2, 4—ジアミノメシチレ ン、 1, 5—ジァミノナフ夕レン、 1, 8—ジァミノナフ夕レン、 2, 3—ジァ ミノナフタレン、 2, 7—ジァミノナフタレン、 9, 10—ジァミノフエナンス レン、 3, 3, , 5, 5' ーテトラメチルベンジジン、 3, 3, —ジメチルー 4, 4' —ジアミノビフエニル、 3, 3' —ジメトキシー 4, 4' ージアミノビフエ ニル、 4, 4 ' ージアミノジフエニルメタン、 3, 3, ージアミノジフエニルメ タン、 3, 4 ' ージアミノジフエニルメタン、 4, 4, 一メチレンビス (o—ト ルイジン) 、 4, 4, —メチレンビス (2, 6—キシリジン) 、 4, 4' —メチ レンビス (2, 6—ジェチルァニリン) 、 4, 4, ージァミノ一 1, 2—ジフエ ニルェタン、 4, 4, ージアミー 2, 2, 一ジメチルビベンジル、 4, 4, —ジ アミノスチルベン、 3, 4, ージアミノー 2, 2—ジフエ二ルプロパン、 4, 4 , 一 2, 2—ジフエニルプロパン、 4, 4, ージアミノジフエニルエーテル、 3, 4 ' —ジアミノジフエニルエーテル、 4, 4, ーチォジァニリン、 2, 2, 一 ジチォジァニリン、 4, 4 ' —ジチォジァ二リン、 3 , 3 ' ージアミノジフエ二 ルスルホン、 4 , 4 ' ージアミノジフエニルスルホン、 3, 3, —ジァミノベン ゾフエノン、 4, 4, ージァミノべンゾフエノン、 4, 4, 一ジァミノべンズァ 二リド、 2, 7—ジァミノフルオレン、 3, 7—ジァミノー 2—メトキシフルォ レン、 ビス一 p—ァミノフエ二ルァニリン、 1, 3—ビス (4—ァミノフエニル プロピル) ベンゼン、 1 , 4一ビス ( 4ーァミノフエニルプロピル) ベンゼン、 1, 3—ビス (4—アミノフエノキシ) ベンゼン、 4 , 4, 一ビス (4ーァミノ フエノキシ) ビフエニル、 ビス [ 4一 (4一アミノフエノキシ) フエニル] エー テル、 ビス [ 4 - ( 4一アミノフエノキシ) フエニル] スルホン、 9, 9一ビス ( 4—ァミノフエニル) フルオレン等が例示される。
脂環族モノカルボン酸としては、 炭素数 4〜1 3のシクロアルカンカルボン酸、 炭素数 4〜1 3のシクロアルケンカルボン酸、 一般式 (9 ) 又は一般式 (1 0 ) で表される化合物等が例示され、 より具体的には、 シクロプロパンカルボン酸、 シクロブタンカルボン酸、 シクロペンタンカルボン酸、 1ーメチルシクロペン夕 ンカルボン酸、 2—メチルシクロペンタンカルボン酸、 3—メチルシクロペン夕 ンカルボン酸、 1一フエニルシクロペンタンカルボン酸、 シクロペンテンカルポ ン酸、 シクロへキサンカルボン酸、 1ーメチルシクロへキサンカルボン酸、 2— メチルシクロへキサンカルボン酸、 3—メチルシクロへキサンカルボン酸、 4— メチルシクロへキサンカルポン酸、 4—プロビルシクロへキサンカルポン酸、 4 —プチルシク口へキサンカルポン酸、 4一ペンチルシクロへキサンカルボン酸、 4一へキシルシク口へキサンカルボン酸、 4 -フエ二ルシク口へキサンカルボン 酸、 1一フエエルシクロへキサンカルボン酸、 シクロへキセンカルボン酸、 4— プチルシクロへキセンカルボン酸、 シクロヘプタンカルボン酸、 1—シクロヘプ テンカルボン酸、 1—メチルシクロヘプタンカルボン酸、 4ーメチルシクロヘプ タンカルボン酸、 シク口へキシル酢酸等が例示される。
HOOC ~ Γ- — T-R28 (9) [式中、 R28は前記 R12と同義である。 ]
Figure imgf000031_0001
[式中、 R29は前記 R14と同義である。 ]
芳香族モノカルボン酸としては、 一般式 (11) 又は一般式 (12) で表され る化合物が例示され、 より具体的には、 安息香酸、 o_メチル安息香酸、 m—メ チル安息香酸、 p_メチル安息香酸、 p_ェチル安息香酸、 p—プロピル安息香 酸、 p—ブチル安息香酸、 p— t _プチル安息香酸、 p—ペンチル安息香酸、 p 一へキシル安息香酸、 o—フエニル安息香酸、 p—フエニル安息香酸、 p—シク 口へキシル安息香酸、 フエニル酢酸、 フエニルプロピオン酸、 フエニル酪酸等が 例示される。
Figure imgf000031_0002
[式中、 R3。は前記の R11と同義である。 ]
Figure imgf000031_0003
[式中、 R31は R13と同義である。 ]
一般式 (2) で表されるアミド系化合物のうち、 特に好ましい化合物としては、 N, N' ージシクロへキサン力ルポニル一 p—フエ二レンジァミン、 N, N, 一 ジベンゾィルー 1, 5—ジァミノナフタレン、 N, N, ージベンゾィルー 1, 4 —ジアミノシクロへキサン、 N, N, ージシクロへキサンカルボ二ルー 1, 4— ジァミノシク口へキサン等が例示される。 一般式 (3) で表されるアミド系化合物は、 一般式 (3 a) で表される脂肪族、 脂環族又は芳香族のァミノ酸と所定のモノ力ルポン酸及びモノアミンを従来公知 の方法に従つてアミド化することにより容易に調製することができる。
HOOC-R32-NH2 (3a)
[式中、 R32は前記 R15と同義である。 ]
従って、 一般式 (3) の R15で示される 「アミノ酸残基」 とは、 下記の脂肪族、 脂環族又は芳香族のアミノ酸から一つのァミノ基及び一つの力ルポキシル基を除 いて得られる残基 (2価の基) を指す。
脂肪族アミノ酸としては、 炭素数 2〜29、 好ましくは 2〜1 3の飽和若しく は不飽和の脂肪族アミノ酸等が例示され、 より具体的には、 ァミノ酢酸、 α—ァ ミノプロピオン酸、 j3—ァミノプロピオン酸、 α—アミノアクリル酸、 一アミ ノ酪酸、 )3—ァミノ酪酸、 ァ―ァミノ酪酸、 ひ—アミノー α—メチル酪酸、 ァ— アミノー α—メチレン酪酸、 《—ァミノイソ酪酸、 /3—ァミノイソ酪酸、 a—了 ミノー n—吉草酸、 δ—アミノー n—吉草酸、 i8—ァミノクロトン酸、 一アミ ノ一 j3—メチル吉草酸、 α—ァミノイソ吉草酸、 2—ァミノ一 4一ペンテノイツ ク酸、 α—ァミノ一 η—カブロン酸、 6—アミノカプロン酸、 α—ァミノイソ力 ブロン酸、 7—ァミノヘプタン酸、 at—ァミノ _η—力プリル酸、 8—ァミノ力 プリル酸、 9—アミノノナン酸、 1 1—アミノウンデカン酸、 12—アミノドデ カン酸等が例示される。
脂環族アミノ酸としては、 炭素数 7〜13の飽和若しくは不飽和の脂環族アミ ノ酸等が例示され、 より具体的には、 1一アミノシクロへキサンカルボン酸、 2 一アミノシクロへキサンカルボン酸、 3—アミノシクロへキサンカルボン酸、 4 —シクロへキサンカルボン酸、 ρ—アミノメチルシクロへキサンカルボン酸、 2 一アミノー 2—ノルボルナンカルボン酸等が例示される。
芳香族アミノ酸としては、 炭素数 7〜15の芳香族アミノ酸等が例示され、 よ り具体的には、 α—ァミノフエニル酢酸、 《—アミノー j3—フエニルプロピオン 酸、 3—ァミノ— 3—フエニルプロピオン酸、 《—ァミノ桂皮酸、 2—アミノー 4—フエニル酪酸、 4—アミノー 3 _フエニル酪酸、 アントラニル酸、 m—アミ ノ安息香酸、 P—ァミノ安息香酸、 2 _アミノー 4 _メチル安息香酸、 2—アミ ノー 6—メチル安息香酸、 3—アミノー 4 _メチル安息香酸、 2—ァミノ— 3— メチル安息香酸、 2—アミノー 5—メチル安息香酸、 4一アミノー 2—メチル安 息香酸、 4—ァミノ— 3—メチル安息香酸、 2—ァミノ— 3—メトキシ安息香酸、 3—ァミノ— 4—メトキシ安息香酸、 4—アミノー 2—メトキシ安息香酸、 4— ァミノ一 3—メトキシ安息香酸、 2—アミノー 4, 5—ジメトキシ安息香酸、 o —ァミノフエニル酢酸、 m—ァミノフエニル酢酸、 p—ァミノフエ二ル酢酸、 4 一 (4—ァミノフエニル) 酪酸、 4ーァミノメチル安息香酸、 4ーァミノメチル フエニル酢酸、 o—ァミノ桂皮酸、 m—ァミノ桂皮酸、 p—ァミノ桂皮酸、 p— アミノ馬尿酸、 2—アミノー 1一ナフトェ酸、 3—アミノー 1一ナフトェ酸、 4 —アミノー 1—ナフトェ酸、 5—アミノー 1一ナフトェ酸、 6—アミノー 1—ナ フトェ酸、 7—アミノー 1一ナフトェ酸、 8—ァミノ一 1—ナフトェ酸、 1—ァ ミノ一 2—ナフトェ酸、 3—ァミノ一 2—ナフトェ酸、 4—ァミノ一 2—ナフト ェ酸、 5—ァミノ一 2—ナフトェ酸、 6—ァミノ一 2—ナフトェ酸、 7—ァミノ —2—ナフトェ酸、 6—ァミノ一 2—ナフトェ酸、 7—ァミノ一 2—ナフトェ酸、 8 _アミノー 2—ナフトェ酸等が例示される。
一般式 (3 ) で表されるアミド系化合物の原料であるモノアミンは、 一般式 ( 1 ) で表されるアミド系化合物の原料であるモノアミンと同一であり、 同じく モノカルボン酸は、 一般式 (2 ) で表されるアミド系化合物の原料であるモノ力 ルボン酸と同一である。
一般式 (3 ) で表されるアミド系化合物のうち、 より効果的な化合物として、 N—シクロへキシル _ 4一 (N—シクロへキサン力ルポニルァミノ) ベンズアミ ド、 N—フエニル— 5— (N—ベンゾィルァミノ) ペンタンアミド等が例示され る。
一般式 (4 ) の Aで表される 「ジカルボン酸残基」 とは、 芳香族又は脂環族ジ カルボン酸から二つの力ルポキシル基を除いて得られる基 (2価の基) を指す。 アルカリ土類金属として、 マグネシウム、 カルシウム、 及ぴバリウムが挙げら れ、 その中で、 特にカルシウムを用いるのが好ましい。
一般式 (4 ) で表される酸イミド系化合物のうち、 より効果的な化合物として、 フタロイルグリシン、 へキサヒドロフタロイルグリシン、 ナフトイルグリシン、 N—フタロイルァラニン、 N— 4—メチルフタロイルグリシン等のカルシウム塩 が例示され、 特にフタロイルグリシンのカルシウム塩が好ましい。
一般式 (4 ) で表される酸イミド化合物は、 公知の化合物であり、 所定の脂環 族又は芳香族ジカルボン酸無水物と所定のアミノ酸を従来公知の方法、 例えば E P 0 8 8 7 3 7 5 A 1公報に記載の方法に従ってイミド化することにより容易に 調製することができる。
本発明に用いられる ι8晶核剤、 特にアミド系化合物は、 最大粒径が 2 0 以 下、 好ましくは 1 0 以下、 より好ましくは 5 m以下であることが推奨され る。 最大粒径が 2 0 mを越えると延伸時の破断の原因となる可能性がある。 本発明にかかる) 3晶核剤の適用量としては、 ポリプロピレン系 脂 1 0 0重量 部に対し 0 . 0 0 0 1〜5重量部が推奨され、 より好ましくは、 0. 0 0 1〜1 重量部である。 0 . 0 0 0 1重量部未満では、 十分な量の; S晶が生成しにくく、 又、 5重量部を越えて含有しても効果上の優位差が認められず、 更には延伸工程 時の破断の原因となる傾向がある。
なお、 本発明にかかるポリプロピレン系樹脂には、 使用目的やその用途に応じ て適宜、 従来公知のポリオレフィン用改質剤を本発明の効果を損なわない範囲で 併用することができる。
かかるポリオレフイン用改質剤としては、 例えば、 ポリオレフイン等衛生協議 会編 「ポジティブリストの添加剤要覧 改訂第 2版」 (1 9 9 5年 1月) に記載 されている各種添加剤が挙げられ、 より具体的には、 安定剤 (金属化合物、 ェポ キシ化合物、 窒素化合物、 燐化合物、 硫黄化合物など) 、 紫外線吸収剤 (ベンゾ フエノン系化合物、 ベンゾトリアゾ一ル系化合物など) 、 酸化防止剤 (フエノー ル系化合物、 亜リン酸エステル系化合物、 ィォゥ系化合物など) 、 界面活性剤、 滑剤 (パラフィン、 ワックスなどの脂肪族炭化水素、 炭素数 8〜2 2の高級脂肪 酸、 炭素数 8〜2 2の高級脂肪酸金属 (A l、 C a、 M g、 Z n ) 塩、 炭素数 8 〜1 8の脂肪酸、 炭素数 8〜 2 2の脂肪族アルコール、 ポリダリコール、 炭素数 4〜2 2の高級脂肪酸と炭素数 4〜1 8の脂肪族 1価アルコールとのエステル、 炭素数 8〜2 2の高級脂肪酸アマイド、 シリコーン油、 ロジン誘導体など) 、 充 填剤 (タルク、 八イド口タルサイト、 マイ力、 ゼォライト、 パーライト、 珪藻土、 炭酸カルシウム、 ガラス繊維など) 、 発泡剤、 発泡助剤、 ポリマ一添加剤の他、 可塑剤、 架橋剤、 架橋促進剤、 帯電防止剤、 中和剤、 アンチブロッキング剤、 防 曇剤、 ポリマーァロイ成分 (ブロック S B R若しくはランダム S B R及びそれら の水素化物などのゴム類やポリスチレンなど) 、 難燃剤、 分散剤、 有機又は無機 の顔料又は染料、 加工助剤などの各種添加剤が例示される。 本発明の多孔性ポ;
本発明の多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィルムの製造法は、 ]3晶核剤含 有ポリプロピレン原反シートを縦延伸して、 次いで横延伸する逐次二軸延伸工程 により /3晶核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィルムを製造する方法 であって、 以下の (I ) 法及び Z又は (I I) 法により、 縦延伸後に得られるシー トの X線回折測定により求めた /3晶の結晶格子 (3 0 0 ) 面の極図形から算出し た /3晶の配向度を 0 . 3 0未満とすることを特徴とする。
( I ) 法: 3晶核剤を前記項 6に記載のアミド系化合物の針状結晶とし、 更に Tダイから押し出す際の樹脂温度をポリプロピレンの融点以上、 且つアミド系化 合物のポリプロピレン系樹脂溶融物に対する溶解温度未満とし、 更にアミド系化 合物の針状結晶が存在する状態で Tダイからポリプロピレン系樹脂組成物の溶融 物を押し出す。
(I I) 法:縦延伸時のネックイン率を 2 5 %以上 5 5 %以下とする。
以下、 推奨される多孔性ポリプロピレンの製造条件を、 製造工程に沿って詳し く説明する。
<ポリプロピレン系樹脂組成物 >
(I)法にかかるポリプロピレン系樹脂組成物は、 0晶核剤である当該アミド系化 合物の針状結晶を含有する。 かかるポリプロピレン系樹脂組成物の調製は、 次の 様に行われる。
ポリプロピレン系樹脂と当該アミド系化合物を、 例えば、 ヘンシェルミキサー で混合し、 次いで一軸又は二軸の押出機等を用いて、 当該アミド系化合物のポリ プロピレン系樹脂溶融物に対する溶解温度以上 2 8 0 以下の温度にて溶融混鍊 を行い、 一旦アミド系化合物をポリプロピレン系樹脂溶融物に均一溶解させた後、 冷却及びカットして樹脂ペレットとすればよい。 こうして得られる樹脂ペレツト は、 前記アミド系化合物の針状結晶を含有する。
上記溶解温度は、 当該アミド系化合物の種類とその配合量及びポリプロピレン 系樹脂の種類に依存して変化し、 当該アミド系化合物の配合量が増加すると、 か かる溶解温度は上昇する。 例えば、 N, N, 一ジシクロへキシルー 2, 6—ナフ 夕レンジ力ルポキサミドを本発明の β晶核剤として配合した場合の溶解温度は、 配合量が 0 . 0 4、 0 . 0 5、 0 . 0 6、 0 . 1及び 0 . 2重量部へと増加する につれ、 それぞれ約 2 3 5 °C、 約 2 4 0 °C、 約 2 4 5 °C、 約 2 6 0 °C及び約 2 8 0 °Cへと上昇する。
従って、 当該アミド系化合物の配合量が 0 . 0 5重量部の場合は、 溶融混鍊を 少なくとも 2 4 0 °C以上で行う必要がある。 混鍊温度が 2 8 0 °Cを越えると樹脂 の劣化が顕著となり、 樹脂の着色や延伸工程での破断の原因となるおそれがある。 なお、 (I)法において使用する )3晶核剤としては、
(O N, N'—ジフエ二ルへキサンジアミド、 N, N'—ジシクロへキシルテレフ タルアミド及び N, N'—ジシクロへキシルー 2, 6—ナフタレンジ力ルポキサミ ドからなる群から選択される少なくとも 1種、
(2) N, N'—ジシクロへキサンカルボニル一 p—フエ二レンジアミン、 N, N '—ジベンゾィルー 1 , 5—ジァミノナフ夕レン、 N, N'—ジベンゾィルー 1, 4—ジアミノシクロへキサン及び N, N'—ジシクロへキサン力ルポ二ルー 1, 4 ージアミノシクロへキサンからなる群から選択される少なくとも 1種、
(3) N—シクロへキシル—4一 (N—シク口へキサンカルボニルァミノ ) ベンズ アミド及び N—フエ二ルー 5— (N—べンゾィルァミノ) ペンタンアミドからな る群から選択される少なくとも 1種、 又は
(4)上記(1)〜(3)のアミド系化合物の 2種以上の混合物
であるのが好ましい。
(I I)法にかかるポリプロピレン系樹脂組成物としては、 本発明にかかる一般式 ( 1 ) 〜 (4 ) で表される] 3晶核剤とポリプロピレン系樹脂をヘンシェルミキサ 一で混合し、 前記アミド系化合物の溶解温度に関係なく 2 0 0〜2 8 0 °Cで溶融 混鍊した後、 冷却、 カットして樹脂ペレットとすればよい。 こうして得られたぺ レットは、 ιδ晶核剤 (例えば、 前記式 (1 ) 〜 (3 ) のアミド系化合物) の柱状 結晶又は針状結晶を含有している。
本発明において必要に応じて使用するポリオレフイン改質剤は、 予めポリプロ ピレン系樹脂の調製時に配合してもよいし、 別途調製した樹脂と混合する際に添 加してもよい。
<原反シート >
(I)法にかかるポリプロピレン原反シートは、 j3晶核剤である前記項 6に記載の アミド系化合物の針状結晶を含有する前記ポリプロピレン系樹脂組成物を、 ポリ プロピレンの融点以上、 且つ当該アミド系化合物のポリプロピレン系樹脂溶融物 に対する溶解温度未満の樹脂温度で Tダイから押し出し、 得られる溶融シートを 冷却することにより得られる。 かかる押出温度条件では、 アミド系化合物の針状 結晶はポリプロピレン系樹脂溶融物中に溶解することなく押し出され、 その結果、 i3晶ラメラ層が高度に配向した原反シートが得られる。
(I I)法にかかるポリプロピレン原反シートは、 本発明にかかる β晶核剤を含有 するポリプロピレン系樹脂組成物を、 前記一般式 ( 1 ) 〜 (4 ) で表される ]3晶 核剤の溶解温度に関係なく、 樹脂温度 2 0 0〜2 8 0 °C程度、 好ましくは 2 3 0 〜2 5 0 °C程度の範囲で Tダイから押し出し、 得られる溶融シートを冷却結晶化 すればよい。
樹脂温度が、 2 0 0 °Cを大きく下回ると、 未溶融樹脂が発生し、 延伸工程での 破断の原因となる可能性があり、 2 8 0 を越えると樹脂の劣化が起こり、 延伸 工程での破断、 樹脂の着色等の原因となるおそれがある。 伹し、 用いた樹脂、 安 定剤の種類により、 樹脂の溶融状態、 劣化状態は大きく異なり、 必ずしも上記範 囲内である必要はない。
(I)法及び(I I)法のいずれの方法においても、 ポリプロピレン系樹脂の /3晶は 押し出された ;8晶核剤含有ポリプロピレン溶融樹脂を冷却結晶化することで発生 するが、 /3晶を効率的に発生させるための結晶化温度、 すなわちチルロール温度 は 1 1 0〜1 3 0。C、 好ましくは 1 1 5 ~ 1 2 5で、 より好ましくは 1 2 0 °Cで ある。 結晶化保持時間、 すなわちチルロールとシートの接触時間は、 1 0〜6 0 秒、 好ましくは 1 2〜3 0秒、 より好ましくは 1 5〜2 0秒程度である。 チルロール温度が 1 10°C未満になると、 多孔形成への寄与が小さく不安定な i3晶が増えるので好ましくない。 また 13 O を越えると結晶化に長時間を要し て生産性が悪化するので好ましくない。
またチルロール接触時間が 10秒未満では、 結晶化が不完全となり、 また不安 定な ]3晶も増えるので好ましくない。 また、 通常、 接触時間 60秒で、 ]3晶の生 成は完了する。
得られる原反シートの jS晶含量としては、 広い範囲から選択されるが、 一般に は、 60〜90%、 特に 70〜80%とするのが好ましい。 尚、 ここで言う j3晶 含量は、 ポリプロピレン原反シートを適当な大きさに切って作成したサンプルを、 窒素雰囲気下、 昇温速度 20 ノ mi nで示差走査熱量分析 (DSC) を行い、 この DSCサーモグラムから得られる α晶と iS晶の融解熱量から以下の式に従い 求めたものである
]3晶含量 (%) =100 ΧΗβ/ (Ηβ+Η )
[式中、 Η 3は /3晶の融解熱量 (単位 JZg) を示し、 Ηαは、 晶の融解熱 (単位 JZg)量を示す。 ]
尚、 原反シートの K値は特に限定されないが、 一般には、 0. 98〜0. 70 程度、 特に 0. 96〜0. 80とするのが好ましい。
原反シートの幅は、 最終製品のサイズ等に応じて適宜決定すればよく、 一般に は、 100〜1000mm程度、 特に 200〜600mm程度とするのが好まし いが、 この範囲に限定されない。
原反シートの厚さも、 最終製品のサイズ等に応じて適宜決定すればよく、 一般 には、 50〜 1000 程度、 特に 100〜500 m程度とするのが好まし いが、 この範囲に限定されない。
<縦延伸 >
上述の原反シートは次に縦延伸口一ルへと連続的に導かれ、 ロールの回転速度 差を利用して縦方向に延伸される。 またかかる縦延伸は複数の延伸ロールを用い て数回に分けて行ってもよい。 そのときの延伸温度すなわちロール表面温度は 7 0-14 °C, 好ましくは 90〜 120 、 縦総延伸倍率は 3〜 5倍が望ましい。 延伸温度が 70Ό未満では、 均一な延伸が困難であり、 140Tを越えると得ら れたフィルムの透気性が低下する傾向がある。
原反シートを縦方向に延伸すると、 原反シートは幅方向すなわち横方向に収縮 してシート幅は減少する。 本発明の(Π)法にかかるネックイン率はかかる収縮率 を意味する。 即ち、 ネックイン率は、 下記式
ネックイン率 (%) = 100 X (W-Wi) /W
[式中、 Wは原反シートの幅を示し、 は縦延伸シートの幅を示す。 ] で求められる値である。
(II)法にかかるネックイン率は、 この縦延伸時の延伸ロール間距離及び Z又は 原反シートの幅を変えることにより制御することができ、 ネックイン率を 25〜 55 %以上、 好ましくは 35〜55 %以上、 より好ましくは 40〜 55 %とする。 当該ネックイン率制御により、 縦延伸後のシートの )3晶配向度 <c o S 29TD> が 0. 30未満、 好ましくは 0. 28未満、 より好ましくは 0. 27未満となる。 即ち、 ネックイン率を 25〜55%以上とすることにより、 /3晶配向度 く c o s 2e™:>を 0. 30未満とし、 好ましくはネックイン率を 35〜55% 以上とすることにより、 )3晶配向度 <c o s2 TD;>を 0. 28未満とし、 より 好ましくは、 ネックイン率を 40〜55%以上とすることにより、 iS晶配向度 く c o s 20TD>を 0. 27未満とする。
本発明にかかるネックイン率が 25%未満では j3晶の配向度が低く、 多孔形成 の促進効果に乏しい。 また、 ネックイン率 55%で多孔形成促進効果は飽和に達 する傾向がある。 ネックイン率は、 原反シート幅 (W) と縦延伸ロール間の距離 (L) の比 (W/L) を変化させることで容易に制御することが出来る。 例えば、 高分子加工 One Po i n t第 2巻 「フィルムをつくる」 (共立出版) に記載さ れているように、 ネックィン率と WZLの間に(式 I )の関係が成り立つ。
ネックイン率 (%) =a (W/L) +b (式 I)
(定数 a及び bは原料となるポリプロピレン系樹脂、 原反シートの K値、 縦延伸 温度及び倍率により変化する。 )
例えばメルトフ口一レート 2. 7 gZl O分、 K値 0. 96の ]3晶ポリプロピ レン原反シートを 90°Cで 4倍縦延伸した場合は、 式 Πの関係が得られた。
ネックイン率 (%) =— 16 (W/L) +56 (式 II) 従って、 ネックイン率を 25%、 35 %及び 45 %とするための WZLは、 そ れぞれ 1. 9、 1. 3及び 0. 7となり、 ロール間距離 Lが長くなるほど、 及び ノ又は、 原反シート幅 Wが狭くなるほど、 ネックイン率は増える。
WZL比を変化させるには、 Tダイとチルロール間の距離 (エアギャップ) を 変えて原反シート幅を変化させること、 及び/又は、 縦延伸ロール間距離を変え ることにより行うことができる。
縦延伸ロール距離は、 ロール直径、 原反シート幅などにもよるが、 一般には 1 00〜2000mm程度、 特に 200〜1000 mm程度とするのが好ましい。 しかし、 この範囲外であってもよい。
ネックイン率の増加に伴い ]3晶の配向度は増す。 本発明の )3晶の配向度は、 X 線回折測定により得られる) 3晶由来の結晶格子 (300) 面の極図形データから、 c o s 0™の自乗平均値であるく c o s20TD>を求めて) 3晶の配向度とした。 ここで は、 フィルムの幅方向 (TD) を主参照軸とした場合に、 当該 TD軸 と規格化配向分布関数から求めた (300) 面の平均化した逆格子べクトルとが 成す角度である。
;6晶が無配向の時は、 く c 0 s 2 θτο>= 1Z3であり、 3晶が完全配向の時 は、 <c o s 20TD>=Oとなる (高分子実験学第 17巻, 高分子の固体構造 II, 共立出版 (1 985) ) 。 本発明にかかる ;8晶配向度 <c 0 s20TD>は、
0. 30未満、 好ましくは 0. 28未満、 より好ましくは 0. 27未満である。 該) 3晶配向度が、 0. 30以上では jS晶の配向度が低く、 多孔形成の促進効果に 乏しい。 なお、 )3晶配向度ぐ c o s20™>の下限は特に限定されないが、 一般 には 0. 1程度であれば十分である。 もちろん、 これより低くてもよい。
伹し、 (I)法において得られた原反シ一トについては、 続く縦延伸工程で(II) 法を用いてネックイン率を上げる必要は必ずしも無く、 ネックイン率 5 %以上 2 5 %未満の通常採用されるネックイン率でも、 前記(II)のみを採用した場合と同 様に縦延伸後のシートにおける β晶ラメラ層が配向して、 縦延伸後のシートの) 3 晶配向度 <c o s 20TD>が 0. 30未満、 好ましくは 0. 28未満、 より好ま しくは 0. 27未満となり、 十分な多孔形成促進効果が得られる。
しかし、 (I)法及び(II)法を組み合わせることで、 )3晶ラメラ層の配向度を更 に上げることが可能であり、 多孔形成を最大限に促進できる。
<アニーリング処理 >
必要ならば、 本発明では、 縦延伸後、 横延伸前に、 縦延伸シートを特定条件下 でアニーリング処理することができる。 これにより、 続く横延伸で、 更に多孔形 成が促進され、 空孔率及び透気性等の多孔性フィルム物性が改善され、 厚さの均 一性も更に改善される。
本発明に係るアニーリング処理を行う場合は、 縦延伸後、 横延伸前に、 縦延伸 シートを 1 3 0 °C〜 1 6 0 で 1〜 3 0 0秒間、 縦延伸率 0〜 3 0 %、 好ましく は 1 4 0 〜 1 5 0 °Cで 1〜 6 0秒間、 縦延伸率 0〜2 0 %、 より好ましくは 1 4 5〜1 5 0 ° で、 1〜: L 0秒間、 縦延伸率 0〜1 0 %の条件で行う。
ここで、 縦延伸率は、 下記式に従い求められる値である。
縦延伸率 ( ) = [ ( L 2 - L /L il X 1 0 0
[式中、 1^はアニーリング前の縦延伸シートの長さ、 L 2はァ二一リング後の縦 延伸シートの長さを示す。 ]
当該アニーリングで、 縦延伸後に残存している 晶はひ晶へ結晶転移する。 ァ ニーリング温度 1 3 0 未満では、 ]3晶から α晶への結晶転移が不十分となる。 また 1 6 O を越えてァニーリングすると、 ひ晶の熱融解が生じて配向が乱れる ので好ましくない。 またアニーリング時間が 1秒未満では、 jS晶から α晶への結 晶転移が不十分となり好ましくない。 また、 約 3 0 0秒で結晶転移はほぼ飽和に 達する。
さらに当該ァニーリング工程での縦方向への微延伸は好ましいが、 収縮させて はならない。 収縮すると、 ポリプロピレン結晶の配向状態が ¾^れて、 多孔形成が 阻害され、 得られるフィルムの空孔率及び透気性が低下する。 また縦延伸率 3 0 %を越えて延伸してもそれ以上の効果は得られないうえ、 破断の可能性が生じる ので好ましくない。
かかるァニ一リングの方法としては、 縦延伸シートを本発明のァニ一リング条 件を満たす温度保持設備、 例えば横延伸装置内の延伸前余熱部、 温風ヒータ一、 赤外線 ( I R) ヒータ一、 加熱ロール、 オーブン及び温浴等を単一又は組み合わ せて用いればよい。 中でも、 加熱口一ルはシートに直接接触するので、 かかる jS 晶から £¾晶への結晶転移がスムーズに進行し、 1〜 10秒程度の短時間で完了す るので好ましい。
かかるアニーリング処理の方法としては、 より詳しくは、 ①縦延伸装置と横延 伸装置の間に温風ヒーター、 赤外線ヒーター、 加熱ロール、 オーブン及び温浴等 の加熱装置を単一又は組み合わせて本発明のァニーリング条件を満たす加熱ゾー ンを設けてァニーリングする方法、 ②縦延伸装置の最後尾の加熱ロールを用いて ァニーリングする方法、 ③横延伸装置の最前部の余熱ゾーンを用いてァニ一リン グする方法等があり、 これら①、 ②及び③を単独で又は組み合わせて行えばよい。 また、 縦延伸シートのアニーリングの際に、 縦延伸シートを縦方向に収縮させ ないようにするのが好ましく、 そのためには、 例えば、 縦延伸シートの縦方向の 長さが変化しないように、 アニーリングゾーンの前後にシートすベり防止用口一 ル (ピンチロール) の設置等の方法を採用すればよい。
<横延伸 >
続いて、 縦延伸シート又はアニーリング処理された縦延伸シートは、 横延伸装 置に導かれ、 延伸温度 120〜155°C、 好ましくは 140〜 150 X:、 延伸倍 率 4〜10倍、 好ましくは 6〜 8倍、 横延伸歪み速度 10〜300%Zsec、 好 ましくは 20〜 200%/sec, より好ましくは 40〜150%Zsecの条件で横 延伸される。
ここで、 横延伸歪み速度は、 縦延伸シートの幅 D tに対する横延伸速度 Vtの 比 VtZDt (又は 100 V t %/D t) として求められる速度である。
延伸温度が 120 未満では延伸工程で破断する可能性があり、 155 を越 えると透気性が低下する。 延伸倍率が 4倍未満では生産性に乏しく、 10倍を越 えると横延伸工程で破断する可能性がある。
従来の製造法では横延伸歪み速度は多孔形成及び横延伸時の破断に大きく影響 して、 例えば歪み速度が 100%/Zsecまで速くなると著しく通気性は低下し、 ま た破断する可能性も高くなるので 17 %Zsec以下の歪み速度が推奨されていた。 しかしながら本発明の製造方法を適用することにより、 100〜300 %/secの 速い歪み速度でも破断することなく充分な通気性を有す多孔性フィルムの製造が 可能である。 かくして得られる当該多孔性フィルムは、 電子顕微鏡によるフィルム断面観察 で、 前記 ) 及び (b) の多孔構造を示すことを特徴とする。 実施例 以下に実施例及び比較例を掲げ、 本発明を詳しく説明する。 尚、 アミド系化合 物のポリプロピレン系樹脂溶融物中における溶解温度、 原反シートの K値、 3晶 含量、 縦延伸シートの ]3晶配向度、 横延伸時時の破断回数、 多孔性フィルムの空 孔率、 平均孔径及、 最大孔径、 ガーレ透気度、 電気抵抗予測値、 透湿度、 防漏性、 引張強度、 風合い及び厚みの均一性は各々以下の方法により求めた。
溶解温度
実施例及び比較例において、 Tダイ押し出しに供した樹脂ペレットを昇温装置 を備えた光学顕微鏡を用いて昇温速度 10°CZ分の条件下で観察して、 アミド系 化合物の結晶がポリプロピレン系樹脂溶融物中で溶解する温度を求めた。 又、 ァ ミド系化合物がポリプロピレン系樹脂溶融物中に完全溶解しているか否かは、 樹 脂の溶融混合時及び Tダイ押し出し時に、 それぞれ溶融樹脂及び溶融シートを直 接目視観察することで確認した。 完全溶解している場合の溶融樹脂は透明であり、 完全溶解していない場合は、 白色半透明若しくは白濁している。
K値
原反シートの X線回折を行い、 以下の式より K値を求めた。
ΙΟΙ=Η (β ι) / [Η (β ι) +Η (CK I) +H (ひ2) +H (a s) ]
H (jSi) : ]3晶 (300) 面の回折強度 (高さ)
H (Q!i) : ひ晶 (110) 面の回折強度 (高さ)
H (ひ2) : a晶 (040) 面の回折強度 (高さ)
H (ひ3) : ひ晶 (130) 面の回折強度 (高さ) 。
;6晶含量
ポリプロピレン原反シートを適当な大きさに切って作成したサンプルを、 窒素 雰囲気下、 昇温速度 20°C/m i nで示差走査熱量分析 (DSC) を行い、 この DS Cサーモグラムから得られる 晶と j3晶の融解熱量から以下の式に従い求め たものである。
/3晶含量 (%) =100 XH|8/ (HJ8+H Q!)
[式中、 H/3は ;3晶の融解熱量 (単位 J/g) を示し、 Ηαは α晶の融解熱量 (単位; ί/g) を示す。 ]
横延伸時の破断回数
1時間の連続した多孔性フィルム製造において、 破断した回数。 破断が 1回で も生じると生産性が著しく低下するので、 1時間の操業時間において破断があつ てはならない。
縦延伸シートの J3晶配向度
/3晶ラメラ層の配向度は、 極点試料台を用いた X線回折測定から求めた 3晶の 結晶格子 (300) 面の極図形データから、 c o s 0TDの自乗平均値
<c o s 20TD>を算出して j8晶の配向度とした。 ここで 0™は、 フィルムの幅方 向 (TD) を主参照軸とした場合に、 当該 TD軸と規格化配向分布関数から求め た (300) 面の平均化した逆格子ベクトルとが成す角度である。 /3晶が無配向 の時、 < c o s 20 w>= 1 / 3であり、 完全配向の時、 < c o s 20 TD>= 0と なる (高分子実験学 1 7共立出版 高分子実験学 17 「高分子の固体構造 II」 参照) 。 X線回折測定条件を以下に示す。
[X線回折装置] 理学社製全自動 X線回折装置 R I NT 2000
測定手法: D e c k e rの透過法及び S c h u 1 zの反射法
走査スピード: 40° ノ m i n
走査範囲:透過法 0. 0〜50. 0° Z1 0. 0° ステップ
反射法 40. 0〜90. 0° /1 0. 0° ステップ
20固定角度: 16. 0° (i3晶 (300) 面の 20角度に対応)
X線: Cu/50 k v/200mA
空孔率
延伸フィルムを正方形状に切り取り、 一辺の長さ (Lcm) 、 重量 (Wg) 、 厚み (Dcm) を測定し、 以下の式より求めた:
空孔率 = 100- 100 (W/p) / (L2XD)
[式中、 pは、 延伸前のポリプロピレン原反シートの密度を示す。 ] 。 孔径
孔径は、 バブルポイント法 (J I S K 3832) 、 水銀圧入法及びフィル ム断面の電子顕微鏡 (SEM) 観察から求めた。
•バブルポイント法 (BP法) :バブルポイント型孔径測定装置 (PMI社製 「パ一ムポロメ一夕— CFP— 1200 AEL」 ) を用いて平均孔径及び最大孔 径を求めた。
•水銀圧入法:水銀圧入型孔径測定装置 (島津製作所製、 「マイクロメリティッ クス オートポア ΠΙ9420型) から得られた全細孔容積 (V) と細孔比表面 積 (A) から、 細孔を円筒形と仮定して、 以下の式に従い求めた。
平均孔径 =4 V/ A
• SEM観察: 3センチ角に切り取った多孔性フィルムを、 70°Cの融解バラフ ィンに浸せきして、 フィルムが半透明になるまでパラフィンをフィルムに含浸さ せた後、 取り出してパラフィンを冷却固化した。 次いで、 フィルムをドライアイ ス上に密着して充分冷却しながら、 剃刃でフィルムの縦方向又は横方向に切り取 つた。 次に、 含浸パラフィンをへキサンで抽出除去後、 乾燥して、 イオンスパッ 夕リング装置 ( J E〇L社製 ION SPUTTER J FC—1100) で 金蒸着してフィルム断面観察用サンプルとした。 これを電子顕微鏡 (J EOL社 製 J SM— T200) に供して、 倍率 1000倍でフィルム断面の写真撮影を行 い、 フィルム表面を含む断面写真を得た。 得られた横及び縦方向に沿った断面写 真から、 横方向、 縦方向及び厚み方向の最大孔径を読みとつた。
ガ一レ透気度
ASTM D 726に準拠して 1 Om 1の空気がフィルム表面積 6. 452 c m2を、 2. 3 cmHgの圧力下で通過する時間 (s e c) を測定した。 フィルム厚み lmi 1 (25 urn) 当たりの電気抵抗値は、 ASTM D72 6に準拠して測定したガーレ透気度値 (s e c) 及び平均孔経 ( m) から (式 1) を用いて算出される。
(式 1) は、 (式 2) 及び (式 3) から成る。 ガ一レ透気度値 (s e c) と平 均孔径 (^m) との積 (s e c ' ^m) と電気抵抗 RmA (mo hm - i n2) に、 (式 2) の比例関係が認められており (R.W.Callahan等、 The Tenth
International Seminar on Primary and Secondary Battery Technology and Application, March 1-4、 1993) 、 得られた RmAと (式 3) からフィルム厚み lmi 1当たりの電気抵抗が得られる (特開 2000— 30683号) 。
R=25 (4.2 tcurd) /L (式 1 )
[式中、 Rは、 31重量%K〇H電解液中のフィルム厚み 25 /m当たりの電気 抵抗推定値 (ohm* i n) を示し、 tGurは、 ASTM D 726に準拠して測 定したガーレ透気度 (s e cZl Oml) を示し、 dは、 水銀圧入法から求めた 平均孔径 ( m) を示し、 Lは、 フィルム厚み (/xm) を示す。 ]
本発明では、 R (ohm - i n/mi 1) 値を電気抵抗の推定値とした。 電池 セパレ一ターの電気抵抗値は一般に低い方が望ましく、 具体的には厚み lmi 1 当たりの電気抵抗値 Rが 30 ohm · i n/mi 1未満、 好ましくは 20 ohm • i n/m i 1未満である。
RmA=4.2 tcurd (式 2) ' R=25RmA/L (式 3)
上記 (式 2)及び (式 3)において、
RmA: 31 %KOH溶液中のフィルムの電気抵抗推定値 (mohm · i n2) tcur: ASTM D 726に準拠して測定したガーレ透気度 (s e c) d:水銀圧入法から求めた平均孔径( m)
L:フィルム厚み ( m)
R: 31 %KOH溶液中のフィルム厚み 25 m (lmi 1) 当たりの電気抵抗 推定値 (ohm · i n/m i 1) ] 。
J I S Z 0208に準拠して測定した。
引張強度
J I S K 7127に準拠して測定した。
防漏性
純水の代わりに界面活性剤 (ポリォキシェチレンラウリルエーテル硫酸ナトリ ゥム (エチレンォキシド付加モル数- 3モル) ) の 0. 25重量%水溶液を用い た以外は、 J I S L 1 0 9 2に準拠し、 耐水圧 (k P a ) を求めた。
フィルム厚みの均一性
得られた多孔性フィルムの幅方向の中心線 (即ち、 フィルムの幅を二等分する 点を縦方向につないだ中心線) に沿って、 縦方向に 1 c m間隔で 1 0 0点につい て、 フィルムの厚みを膜厚計 (サンコゥ電子研究所製 「S ME— 1」 ) で測定し、 平均厚み (Tave) 、 最大厚み (Tmax) 及び最小厚み (Tmin) を求め、 式
(Tmax- Tmin) /Taveより算出した 。 この値が小さい程厚みの均一性は高い。 風合い
得られた多孔性フィルムを 1辺 3 0 c mの正方形に切り取り、 手のひらで丸め ながら指触した際の柔軟性を下記の基準に従い 3段階評価した。
◎:柔軟性が非常に良好
〇:柔軟性良好
△:やや硬くゴヮゴヮ感有り。
実施例 A 法]
MF R 2 . 7 g Z l 0分、 エチレン含量 6 . 2重量%のプロピレン—エチレン ブロックコポリマー 1 0 0重量部に対して、 /3晶核剤 N, N ' —ジシクロへキシ ルー 2, 6—ナフタレンジ力ルポキサミド 0 . 0 5重量部ならびに酸化安定剤と してチバ ·スペシャルティ ·ケミカルズ社製ィルガノックス 1 0 1 0及びィルガ フォス 1 6 8各々 0 . 0 5重量部をヘンシェルミキサ一で混合し、 一軸押出機を 用いて 2 5 0 °Cで溶融混合した後、 冷却、 カットして) 3晶核剤配合樹脂ペレット を調製した。 尚、 上記アミド系化合物が溶融混合時に溶融ポリプロピレンに完全 に溶解していることは、 一軸押出機のダイ先端から出る溶融樹脂が透明であるこ とを目視観察して確認した。
次にこの樹脂ペレットを Tダイ押出機 (スクリュー径 6 5 mmの二軸押出機 + 幅 3 5 0 mmの Tダイ) を用いて 2 0 0 °Cの樹脂温度でシート状に押出し、 表面 温度 1 2 0 °Cに保持された直径 6 0 0 mmのチルロール上で 1 2秒間かけて冷却 固ィ匕し、 原反幅 3 0 0 mm、 厚さ 3 8 0 mのポリプロピレン原反シートを得た。 尚、 上記アミド系化合物が Tダイ押し出し時に完全溶解していないことは、 Tダ ィ先端から出る溶融シートが白色半透明であることを目視観察して確認した。 こ の縦延伸前の原反シートを一部切り取って、 K値、 ]3晶含量を測定した。
続いてロール表面温度 9 0 の縦延伸装置に導き縦方向に 4倍延伸して、 幅 2 5 5 mmの縦延伸シートを得た。 この時の縦延伸ロール間距離は 1 0 0 mmで、 原反シートの幅方向のネックイン率は 1 5 %であった。 また縦延伸後に切り取つ た縦延伸シートを X線回折測定に供して /3晶配向度く c o s 2 0 TD>を求めた。 続いて、 この縦延伸シートを表面温度 1 4 5 °Cのロールにて縦方向に 1 0 %の 延伸をかけながらアニーリングした。 この際の縦延伸シートとロールとのァニ一 リング接触時間は 5秒であった。
続いて、 このアニーリングされたシートを横延伸装置に導き、 温度 1 4 0 °C、 歪み速度 1 0 0 %/ s e cで横方向に 6 . 0倍にテンター延伸を行い、 白色不透 明な延伸フィルムを連続的に得た。
製造条件、 製造過程における各種物性値及び得られた多孔性フィルムの各種物 性値をそれぞれ表 1に示す。
実施例 B [ (1)法 + (11)法]
縦延伸ロール間距離を 1 8 0 mmに変えてネックイン率を 3 5 %にした以外は、 実施例 Aと同様にして延伸フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に示す。
実施例 1 [ (I I)法]
J3晶核剤 N, N, —ジシクロへキシルー 2, 6一ナフタレンジカルボキサミド の配合量を 0 . 2重量部、 樹脂ペレット調製時の溶融混合温度を 2 4 0 °C、 Tダ ィ押し出し時の樹脂温度を 2 2 0 X3、 ならびに縦延伸ロール間距離を 4 3 5 mm に変えてネックイン率を 4 5 %にした以外は、 実施例 Aと同様にして延伸フィル ムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に示す。
尚、 本実施例 1で得られたペレット中の上記 )3晶核剤の結晶は、 殆どが柱状結 晶であり、 一部が針状結晶であった。 該結晶の溶解温度は、 約 2 8 0 °Cであり、 2 2 0 °Cでの Tダイ押出時には、 )3晶結晶はほぼ無配向状態で析出していた。
実施例 2
縦延伸ロール間距離を 2 3 0 mmに変えてネックイン率を 3 5 %にした以外は、 実施例 1と同様にして延伸フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に示す。 実施例 3 縦延伸ロール間距離 1 5 5 mmに変えてネックイン率を 2 5 %にした以外は、 実 施例 1と同様にして延伸フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に示す。
実施例 4
縦延伸の後のロールによるァニーリング処理を省いた以外は実施例 1と同様にし て延伸フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に示す。
実施例 5
縦延伸の後のロールによるァニ一リング処理を省いた以外は実施例 2と同様にし て延伸フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に示す。
実施例 6
縦延伸後のァニ一リング工程で縦方向への延伸率を 1 0 %から 0 %へ変えた以 外は、 実施例 1と同様にして延伸フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に 示す。
実施例 7
縦延伸後のァニーリング工程でロール温度を 1 4 5 °Cから 1 4 O へ変えた以 外は、 実施例 1と同様にして延伸フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に 示す。
実施例 8
横延伸歪み速度を 1 5 0 %/ s e cとした以外は、 実施例 1と同様にして延伸 フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に示す。
実施例 9
ポリプロピレン樹脂として、 M F R 7 . 5 g/ 1 0分のプロピレンホモポリマ 一を用い、 縦延伸時のロール表面温度を 1 2 0 °Cにした以外は、 実施例 Aと同様 にして延伸フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に示す。
比較例 1
縦延伸ロール間距離を 1 1 5 mmに変えてネックイン率を 1 5 %にした以外は、 実施例 1と同様にして延伸フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に示す。
比較例 2
縦延伸の後のロールによるァニ一リング処理を省いた以外は比較例 1と同様に して延伸フィルムを得た。 各種条件及び物性値を表 1に示す。
Figure imgf000050_0001
産業上の利用可能性 本発明によれば、 β晶系ポリプロピレン延伸物からなる多孔性フィルムの製造 に際し、 これまで問題であった延伸工程での破断性と延伸フィルムの透気性の高 度なバランスが可能となり、 電池セパレー夕一にも応用可能な連続貫通孔を有す る透気性に優れた多孔性ポリプロピレンフィルムを実用的な条件下で工業的に製 造することができる。
本発明のフィルムは、 厚みの均一性に優れ、 且つ空孔率及び透気性が高く、 更 に電池セパレ一夕一に要求される電気抵抗を満足する多孔性ポリプロピレンフィ ルムである。

Claims

請求 の 範 囲
1. ポリプロピレン系樹脂及び^晶核剤を含有する β晶核剤含有多孔性ポリプ ロピレン逐次二軸延伸フィルムであって、 フィルムの厚み均一性が 0. 1以下で あり、 電子顕微鏡を用いたフィルムの縦及び横方向に沿つた断面観察で下記 (a)及 び (b)の多孔構造を示すことを特徴とする β晶核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次 二軸延伸フィルム:
(a)横方向に沿った断面:縦方向に沿った断面像に比べて、 多くのラメラ断面が 存在する。 当該ラメラ断面間に多数の空孔が有り、 当該空孔の厚み方向の最大孔 径及び横方向の最大孔径はそれぞれ 0. 1〜 5 m及び 1〜 50 で、 厚み方 向の最大孔径ノ横方向の最大孔径の比は 1Z2〜1Z20である;
(b)縦方向に沿った断面:横方向に沿った断面像に比べて、 ラメラ断面が少ない か又は存在しない。 多数の空孔が有り、 当該空孔の厚み方向の最大孔径及び縦方 向の最大孔径はそれぞれ 0. 1〜 5 及び 1〜 50 zmで、 厚み方向の最大孔 径 /縦方向の最大孔径の比は 1Z2〜1Z20である。
2. ポリプロピレン系樹脂及び β晶核剤を含有する β晶核剤含有多孔性ポリプ ロピレン逐次二軸延伸フィルムであって、 フィルムの厚み均一性が 0. 07〜
0. 04であることを特徴とする請求項 1に記載の /3晶核剤含有多孔性ポリプロ ピレン逐次二軸延伸フィルム。
3. ASTM D 726に従って測定したガーレ透気度が 1 0〜; L 00 sec /10mlであり、 空孔率が 30〜65%である請求項 1に記載の) 3晶核剤含 有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィルム。
4. ガーレ透気度と平均孔径から下記の式に従い算出した電気抵抗推定値 R が、 30 o hm . i n/m i 1未満である請求項 1に記載の β晶核剤含有多孔性 ポリプロピレン逐次二軸延伸フイ レム:
R= 2 5 (4. 2 tcurd) ZL [式中、 Rは 31重量%K OH溶液中のフィルムの電気抵抗の推定値 (ohm- i nZmi l) を示し、 tGurは ASTM D 726に従って測定したガ一レ透気 度 (s e c/10ml) を示し、 dは水銀圧入法により求めた平均孔径 ( m) を示し、 Lはフィルム厚み ( m) を示す] 。
5. 平均孔径が、 バブルポイント法 (J I S K 3832) で測定した場 合に 0. 04〜0. 06 mであり、 水銀圧入法で測定した場合に 0. 10〜 0. 50 であり、
フィルム断面の電子顕微鏡 (SEM) 観察から求めた場合に、 フィルム厚み方 向の最大孔径が 0. 1〜 5 m、 厚み方向に垂直な方向の最大孔径が 1〜 50 ^ mであり、
J I S Z 0208に準拠して測定した透湿度が、 3000〜6000 gZ m2 · 24 hであり、
J I S K 7127に準拠して測定した引張強度が、 縦方向及び横方向共に 50〜10 OMP aであり、
純水の代わりに界面活性剤 (ポリォキシェチレンラウリルェ一テル硫酸ナトリ ゥム (エチレンォキシド付加モル数 =3モル) ) の 0. 25重量%水溶液を用い た以外は J I S L 1092に準拠して測定した耐水圧が 200〜400 kP aである
ことを特徴とする請求項 1に記載の /3晶核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次二軸 延伸フィルム。
6. ]3晶核剤が、 (1)N, N'—ジフエ二ルへキサンジアミド、 N, N'—ジシ クロへキシルテレフタルアミド及び N, N'—ジシクロへキシルー 2, 6一ナフタ レンジカルボキサミドからなる群から選択される少なくとも 1種、
(2)N, N'—ジシクロへキサン力ルポニル— p—フエ二レンジァミン、 N, N '—ジベンゾィル—1, 5ージァミノナフタレン、 N, N'—ジベンゾィル—1, 4—ジァミノシクロへキサン及び N, N'—ジシクロへキサンカルボ二ルー 1, 4 らなる群から選択される少なくとも 1種、 (3) N—シクロへキシル—4一 (N—シクロへキサン力ルポニルァミノ) ベンズ アミド及び N—フエ二ルー 5— (N—べンゾィルァミノ) ペンタンアミドからな る群から選択される少なくとも 1種、 又は
(4)上記 (1)〜(3)のアミド系化合物の 2種以上の混合物
である請求項 1に記載の β晶核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィル ム。
7 . ポリプロピレン系樹脂及び β晶核剤を含有する β晶核剤含有多孔性ポリ プロピレン逐次二軸延伸フィルムであって、 フィルムの厚み均一性が 0 . 1以下 であり、 電子顕微鏡を用いたフィルムの縦及び横方向に沿った断面観察で下記 (a)及び (b)の多孔構造:
(a)横方向に沿った断面:縦方向に沿った断面像に比べて、 多くのラメラ断面が 存在する。 当該ラメラ断面間に多数の空孔が有り、 当該空孔の厚み方向の最大孔 径及び横方向の最大孔径はそれぞれ 0 . 1〜 5 rn及ぴ 1〜 5 0 /mで、 厚み方 向の最大孔径 /横方向の最大孔径の比は 1 / 2〜1 Z 2 0である;
(b)縦方向に沿った断面:横方向に沿った断面像に比べて、 ラメラ断面が少ない か又は存在しない。 多数の空孔が有り、 当該空孔の厚み方向の最大孔径及び縦方 向の最大孔径はそれぞれ 0 . 1〜 5 及び 1〜 5 0 mで、 厚み方向の最大孔 径 縦方向の最大孔径の比は 1 Z 2〜1 2 0である
を示す |8晶核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィルムの製造方法であ つて、 β晶核剤を含有するポリプロピレン系樹脂組成物の溶融物を Τダイから押 し出し、 チルロール上で冷却して得られる /3晶含有ポリプロピレン原反シートを 縦延伸し、 次いで横延伸する逐次二軸延伸工程を包含し、 以下の(I)法及び Ζ又は (I I)法を行うことにより、 縦延伸後に得られるシートの X線回折測定により求め た) 3晶の結晶格子 (3 0 0 ) 面の極図形から算出した /3晶の配向度を 0 . 3 0未 満とすることを特徴とする製造方法:
(I)法: )3晶核剤として下記のアミド系化合物の針状結晶及びポリプロピレン系 樹脂を含有するポリプロピレン系樹脂組成物を調製し、 ポリプロピレン系樹脂の 融点以上であってアミド系化合物の針状結晶がポリプロピレン系樹脂の溶融物に 溶解する温度未満の温度 (T 1 ) において、 該 3晶核剤の針状結晶を含有するポ リプロピレン系樹脂組成物を溶融し、 上記温度 (T 1 ) において、 アミド系化合 物の針状結晶が存在する状態で溶融ポリプロピレン系樹脂組成物を Tダイから押 し出す (ここで、 上記アミド系化合物は、
(1) N, N'—ジフェルへキサンジアミド、 N, N'—ジシクロへキシルテレフ夕 ルアミド及び N, Ν'—ジシクロへキシルー 2, 6一ナフ夕レンジカルボキサミド からなる群から選択される少なくとも 1種、
(2) Ν, Ν'—ジシク口へキサンカルボ二ルー ρ—フエ二レンジアミン、 Ν, Ν '—ジベンゾィルー 1, 5—ジァミノナフタレン、 Ν, N'—ジベンゾィルー 1 , 4—ジァミノシクロへキサン及び Ν, N'—ジシクロへキサンカルボニル— 1, 4 —ジアミノシクロへキサンからなる群から選択される少なくとも 1種、
(3) Ν—シク口へキシルー 4一 (Ν—シクロへキサンカルボニルァミノ) ベンズ アミド及び Ν—フエニル _ 5— (Ν—べンゾィルァミノ) ペンタンアミドからな る群から選択される少なくとも 1種、 又は
(4)上記(1)〜(3)のアミド系化合物の 2種以上の混合物
である。 )
(Π)法:縦延伸時のネックイン率を 2 5 %以上 5 5 %以下とする。
8 . 縦延伸後のシートを、 1 3 0〜1 6 0 で 1〜3 0 0秒間、 縦方向に縦 延伸率 0〜3 0 %で延伸しながらアニーリング処理し、 次いで横延伸することを 特徴とする請求項 7に記載の多孔性フィルムの製造方法。
9 . 横延伸工程において、 延伸温度 1 2 0〜 1 5 5 、 延伸倍率 4〜 1 0倍 で、 1 0 0〜3 0 0 %/secの横延伸歪み速度で横延伸することを特徴とする請求 項 7又は 8に記載の多孔性フィルムの製造方法。
1 0 . ポリプロピレン系樹脂及び |3晶核剤を含有する i3晶核剤含有多孔性ポリ プロピレン逐次二軸延伸フィルムであって、 フィルムの厚み均一性が 0 . 1以下 であり、 電子顕微鏡を用いたフィルムの縦及び横方向に沿った断面観察で下記 (a)及び (b)の多孔構造:
(a)横方向に沿った断面:縦方向に沿った断面像に比べて、 多くのラメラ断面が 存在する。 当該ラメラ断面間に多数の空孔が有り、 当該空孔の厚み方向の最大孔 径及び横方向の最大孔径はそれぞれ 0 · 1〜 5 μτη及び 1〜 50 で、 厚み方 向の最大孔径 Z横方向の最大孔径の比は 1 2〜1/20である;
(b)縦方向に沿った断面:横方向に沿った断面像に比べて、 ラメラ断面が少ない か又は存在しない。 多数の空孔が有り、 当該空孔の厚み方向の最大孔径及び縦方 向の最大孔径はそれぞれ 0. 1〜 5 及び 1〜 50 で、 厚み方向の最大孔 径 Z縦方向の最大孔径の比は 1Z2〜1Z20である、
を示し、
ガーレ透気度と平均孔径から下記の式
R= 25 (4.2 tcurd) /L
[式中、 Rは 31重量%K OH溶液中のフィルムの電気抵抗の推定値 (ohm - i n/m i 1 ) を示し、 t ASTM D 726に従って測定したガーレ透気 度 (s e c/10ml) を示し、 dは水銀圧入法により求めた平均孔径 ( m) を示し、 Lはフィルム厚み ( m) を示す。 ]
に従い算出した電気抵抗推定値 Rが、 30 ohm' i n/mi 1未満である /3晶 核剤含有多孔性ポリプロピレン逐次二軸延伸フィルムを含む電池セパレーター。
11. i8晶核剤が、
(1) N, N'—ジフエ二ルへキサンジアミド、 N, N'—ジシクロへキシルテレフ タルアミド及び N, N'—ジシクロへキシル—2, 6—ナフタレンジ力ルポキサミ ドからなる群から選択される少なくとも 1種、
(2) N, N'—ジシクロへキサンカルボニル— p—フエ二レンジァミン、 N, N 'ージベンゾィルー 1, 5—ジァミノナフタレン、 N, N'—ジベンゾィルー 1,
4—ジアミノシクロへキサン及び N, N'—ジシクロへキサン力ルポ二ルー 1, 4 ージアミノシクロへキサンからなる群から選択される少なくとも 1種、
(3) N—シクロへキシル— 4一 (N—シクロへキサン力ルポニルァミノ) ベンズ アミド及び N—フエニル— 5— (N—べンゾィルァミノ) ペンタンアミドからな る群から選択される少なくとも 1種、 又は
(4)上記(1)〜(3)のアミド系化合物の 2種以上の混合物 である請求項 1 0に記載の電池セパレーター。
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