WO2023017783A1 - 積層膜 - Google Patents
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- Japanese National Publication of International Patent Application No. 2011-512252 discloses a porous polyethylene membrane that can be used for filtration media.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-163465 discloses a porous laminate having a polyolefin-based porous film and a polyolefin-based fiber layer, which is used for medical sterilization packaging materials.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-179120 discloses a polyolefin resin laminated filter, which is useful as an industrial liquid filtration filter, in which a polyolefin nonwoven fabric and a polyolefin microporous membrane are integrated by heat calendering.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-114530 discloses a method for producing a composite sheet in which an olefinic porous film and a breathable reinforcing material are bonded together with a hot-melt adhesive.
- An object of the present disclosure is to provide a laminated membrane that is excellent in breathability, bacteria separation performance, and extractables reduction performance.
- thermoplastic resin a microporous membrane containing a polyolefin and a porous support layer, wherein the microporous membrane and the porous support layer are adhered by interspersed adhesive portions containing a thermoplastic resin
- thermoplastic resin a laminated film in which the melting point of the thermoplastic resin is lower than the melting point of the polyolefin.
- thermoplastic resin is polyethylene having a melting point of 50°C to 135°C.
- microporous film contains polyethylene.
- ⁇ 4> The laminated film according to ⁇ 3>, wherein the polyethylene contained in the microporous film has a weight average molecular weight of 800,000 to 2,800,000.
- ⁇ 5> The laminated film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the microporous film has an average pore size of 100 nm to 600 nm.
- ⁇ 6> The laminated film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the microporous film has a porosity of 80% to 90%.
- ⁇ 7> The laminated film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the microporous film has an average thickness of 10 ⁇ m to 110 ⁇ m.
- ⁇ 8> The laminated film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the porous support layer contains a resin, and the thermoplastic resin has a lower melting point than the resin.
- the porous support layer has a basis weight of 50 g/m 2 to 150 g/m 2 .
- ⁇ 11> The laminated film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10>, wherein the porous support layer has a bulk density of 0.20 g/cm 3 to 0.50 g/cm 3 .
- ⁇ 12> The laminated film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11>, wherein the laminated film has a Gurley value of 5 seconds/100 mL to 100 seconds/100 mL.
- ⁇ 13> The laminated film according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 12>, wherein the mass of the thermoplastic resin per unit area in plan view is 2 g/m 2 to 30 g/m 2 .
- a laminated membrane with excellent air permeability, bacteria separation performance, and extractables reduction performance is provided.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a laminated film
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of an embodiment of a laminated film
- a numerical range indicated using “to” indicates a range including the numerical values before and after "to” as the minimum and maximum values, respectively.
- the upper limit or lower limit of one numerical range may be replaced with the upper or lower limit of another numerical range described step by step.
- the upper or lower limits of the numerical ranges may be replaced with the values shown in the examples.
- process includes not only an independent process but also a process that cannot be clearly distinguished from other processes as long as the intended purpose of the process is achieved.
- the amount of each component in the composition in the present disclosure when there are multiple types of substances corresponding to each component in the composition, unless otherwise specified, the multiple types of substances present in the composition It means the total amount of substance.
- MD Machine Direction
- TD transverse direction
- width direction width direction
- upstream the side from which gas or liquid flows in
- downstream the side from which gas or liquid flows out
- a microporous membrane containing polyolefin is referred to as a "polyolefin microporous membrane".
- "porous support layer” does not include “polyolefin microporous membrane”.
- a “porous support layer” is a sheet-like object other than a "microporous polyolefin membrane”.
- the laminated membrane of the present disclosure has a polyolefin microporous membrane and a porous support layer, and the polyolefin microporous membrane and the porous support layer are bonded with interspersed adhesive portions containing a thermoplastic resin, and the thermoplastic The melting point of the resin is lower than the melting point of the polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane.
- the melting point of the thermoplastic resin is lower than the melting points of all of the above two or more types of polyolefins. Further, when the thermoplastic resin contains two or more thermoplastic resins, the melting points of all the two or more thermoplastic resins are lower than the melting point of the polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane. Furthermore, when the polyolefin microporous membrane contains two or more types of polyolefins and the thermoplastic resin contains two or more types of thermoplastic resins, the melting points of all the two or more types of thermoplastic resins are the above two or more types. lower than the melting point of all polyolefins of
- the polyolefin microporous membrane and the porous support layer are bonded together with an adhesive portion containing a thermoplastic resin.
- the melting point of the thermoplastic resin contained in the adhesive portion is lower than the melting point of the polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane. Therefore, without melting the polyolefin microporous membrane, the thermoplastic resin is melted by the application of heat to bond the polyolefin microporous membrane and the porous support layer, so that heat calendering is performed to bond the polyolefin microporous membrane and the porous support layer.
- Adhesion can be performed at a lower temperature than when the support layer is directly adhered, and the porous structures of the polyolefin microporous membrane and the porous support layer are less likely to be clogged.
- the polyolefin microporous membrane and the porous support layer are adhered at the interspersed adhesive portions, so that the laminated membrane has good air permeability and excellent bacteria separation performance. Demonstrate.
- the polyolefin microporous membrane and the porous support layer are bonded together at the bonding portion without using any other material such as an adhesive, it is possible to reduce elution during use of the laminate.
- the melting points of the polyolefin and thermoplastic resin of the polyolefin microporous membrane constituting the laminate As the melting points of the polyolefin and thermoplastic resin of the polyolefin microporous membrane constituting the laminate, the melting points of the polyolefin and thermoplastic resin of the polyolefin microporous membrane, which is the material used to produce the laminate, may be used, respectively.
- the melting point of the thermoplastic resin contained in the adhesive portion is preferably lower than the melting point of the resin contained in the porous support layer, from the viewpoint of enhancing air permeability.
- the melting point is the "melting peak temperature" of the DSC (Differential Scanning Calorimetry) curve obtained according to JIS K7121:1987 “Method for measuring transition temperature of plastics".
- DSC Different Scanning Calorimetry
- thermoplastic resin contains two or more thermoplastic resins and there is a significant difference in the melting points of the two or more thermoplastic resins by DSC evaluation, a peak derived from each thermoplastic resin is observed, and each The melting point of thermoplastic resins can be determined.
- porous support layer contains two or more resins and there is a significant difference in the melting points of the two or more resins by DSC evaluation, a peak derived from each resin is observed, and the melting point of each resin is determined. be able to.
- the Gurley value of the laminated membrane is preferably 5 seconds/100 mL or more, more preferably 6 seconds/100 mL or more, and even more preferably 7 seconds/100 mL or more, from the viewpoint of enhancing the bacteria separation performance.
- the Gurley value of the laminated film is preferably 100 seconds/100 mL or less, more preferably 90 seconds/100 mL or less, still more preferably 70 seconds/100 mL or less, and even more preferably 50 seconds/100 mL or less, from the viewpoint of increasing air permeability.
- the Gurley value of the laminated film is a value measured according to JIS P8117:2009.
- the mass of the thermoplastic resin per unit area of the laminated film in plan view (that is, the direction perpendicular to the surface direction of the laminated film) (hereinafter sometimes referred to as "amount of thermoplastic resin”) is a viewpoint of increasing the adhesive strength. Therefore, it is preferably 2 g/m 2 or more, more preferably 2.5 g/m 2 or more, and still more preferably 3 g/m 2 or more.
- the amount of thermoplastic resin is preferably 30 g/m 2 or less, more preferably 25 g/m 2 or less, and even more preferably 22 g/m 2 or less, from the viewpoint of enhancing air permeability.
- the amount of thermoplastic resin is obtained as follows.
- the polyolefin microporous membrane before lamination, the porous support layer before lamination, and the laminated membrane were each cut into a square of 10 cm ⁇ 10 cm, and the mass of the sample was measured, and the basis weight was obtained by dividing the mass of the sample by the area (100 cm 2 ).
- Ask for The amount of thermoplastic resin is obtained by subtracting the sum of the basis weight of the polyolefin microporous membrane before lamination and the basis weight of the porous support layer before lamination from the basis weight of the laminated membrane.
- the laminated membrane of the present disclosure is suitable for applications in which gas or liquid is allowed to flow to separate biological particles, and among biological particles, it is particularly suitable for applications in which bacteria are separated.
- Biological particles include particles possessed by organisms, particles released by organisms, particles parasitic on organisms, microscopic organisms, lipid-membrane vesicles, and fragments thereof.
- biological particles include viruses, portions of viruses (e.g., deenveloped particles from enveloped viruses), bacteriophages, bacteria, spores, spores, fungi, molds, yeasts, cysts, protozoa.
- Animals unicellular algae, plant cells, animal cells, cultured cells, hybridomas, tumor cells, red blood cells, white blood cells (e.g. lymphocytes, monocytes, granulocytes), platelets, organelles (e.g. cell nuclei, mitochondria, vesicles) ), exosomes, apoptotic bodies, lipid bilayer particles, lipid monolayer particles, liposomes, enzymes, enzyme aggregates, proteins, protein aggregates, and fragments thereof.
- Biological particles as referred to in this disclosure, also include man-made materials.
- the diameter or major axis length of the biological particle is, for example, 1 nm or more, 5 nm or more, 10 nm or more, 20 nm or more, for example, 100 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, or 10 ⁇ m or less. , 5 ⁇ m or less.
- bacteria of nano-order size are suitable.
- the diameter or major axis length of the bacteria is preferably 100 nm or more, more preferably 200 nm or more, even more preferably 300 nm or more, preferably 5 ⁇ m or less, and more preferably 4 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less is more preferable.
- the laminated membrane of the present disclosure is suitable as a filter medium for air filters that prevents bacteria from entering.
- Air filters are, for example, dust masks, medical masks, coarse dust air filters, medium performance air filters, high performance air filters, or ultra high performance air filters.
- the application of the laminated membrane of the present disclosure is not limited to filter media for air filters.
- Applications of the laminated film of the present disclosure include a bag-shaped body for trapping functional particles.
- Functional particles to be captured include, for example, biological particles, resin particles, metal particles, mineral particles, ceramic particles; pharmaceuticals, foods, enzymes, catalysts, microorganisms, gas absorbents, dehumidifiers, deodorants, exothermic agents ; and the like.
- the bag-shaped body is manufactured, for example, by folding or stacking laminated films cut into a predetermined shape and size, and then bonding a part or all of the outer peripheral edges of the stacked laminated films.
- the laminate membrane of the present disclosure has at least one layer of polyolefin microporous membrane and at least one layer of porous support layer.
- the laminated membrane of the present disclosure may have multiple layers of polyolefin microporous membranes, and may have multiple layers of porous support layers.
- the laminated membrane of the present disclosure is preferably a laminated membrane having a layer structure in which a porous support layer is laminated on one side of a single polyolefin microporous membrane.
- the laminated membranes of the present disclosure may have other layers different from the polyolefin microporous membrane and the porous support layer.
- the layer configuration of the laminated film of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Components shown using the same reference numerals in each drawing mean the same or similar components.
- the sizes of the members in each drawing are conceptual, and the relative relationship between the sizes of the members is not limited to this.
- the configuration of the laminated film of the present disclosure is not limited to the configuration shown in the drawings.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a laminated film.
- a laminated membrane 10A shown in FIG. 1 has a polyolefin microporous membrane 20 and a porous support layer 30 .
- a porous support layer 30 is disposed on one side of the polyolefin microporous membrane 20 .
- the polyolefin microporous film 20 and the porous support layer 30 are adhered by the adhesion portion 40.
- the adhesive portions 40 are scattered on the interface between the polyolefin microporous membrane 20 and the porous support layer 30 . When the boundary surface is viewed in plan, the adhesive portions 40 are scattered in, for example, a dotted shape, a linear shape, a lattice shape, or a mesh shape.
- the bonding portion 40 contains a thermoplastic resin.
- the adhesive part 40 preferably contains only thermoplastic resin.
- the polyolefin microporous membrane 20 is on the upstream side and the porous support layer 30 is on the downstream side when the laminated membrane 10A is used to separate the separation target in the fluid.
- the laminated film 10A may have a reinforcing layer, an adhesive layer, a protective layer, etc. on the edges of one or both of the exposed surfaces.
- the laminated film 10A may be one unit, and a plurality of such units may be stacked to form a multi-laminated film, and this multi-laminated film is an example of an embodiment of the laminated film of the present disclosure.
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the embodiment of the laminated film.
- the laminated membrane 10B shown in FIG. 2 has a polyolefin microporous membrane 20, a porous support layer 30a, and a porous support layer 30b.
- a porous support layer 30 a is arranged on one side of the polyolefin microporous membrane 20
- a porous support layer 30 b is arranged on the other side of the polyolefin microporous membrane 20 .
- the porous support layer 30a and the porous support layer 30b may be the same type of porous support layer in terms of material, thickness, porosity, basis weight, etc., or may be different types of porous support layers.
- the polyolefin microporous membrane 20 and the porous support layer 30a are adhered to each other by the adhesion portion 40a, and the polyolefin microporous membrane 20 and the porous support layer 30b are adhered to each other by the adhesion portion 40b.
- the adhesive portions 40a are scattered on the interface between the polyolefin microporous membrane 20 and the porous support layer 30a.
- the adhesive portions 40b are scattered on the interface between the polyolefin microporous membrane 20 and the porous support layer 30b. When the boundary surface is viewed in plan, the adhesive portions 40a and the adhesive portions 40b are scattered in a dotted, linear, grid-like, or net-like manner, respectively.
- the adhesive portion 40a and the adhesive portion 40b contain a thermoplastic resin.
- the adhesive portion 40a and the adhesive portion 40b preferably contain only a thermoplastic resin.
- the adhesive portion 40a and the adhesive portion 40b may be of the same type of thermoplastic resin, or may be of different types.
- the adhesive portion 40a and the adhesive portion 40b may be the same type of adhesive portion or may be different types of adhesive portions in an interspersed manner.
- the laminated film 10B may have a reinforcing layer, an adhesive layer, a protective layer, etc. on the edges of one or both of the exposed surfaces.
- the laminated film 10B may be one unit, and a plurality of such units may be stacked to form a multi-laminated film, and this multi-laminated film is an example of an embodiment of the laminated film of the present disclosure.
- a microporous membrane means a membrane having a structure in which a large number of fine pores are connected inside, and through which gas or liquid can pass from one surface to the other surface. do.
- the polyolefin microporous membrane preferably has a three-dimensional network structure composed of polyolefin fibrils.
- polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane examples include polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethylpentene, copolymers of polypropylene and polyethylene, and the like.
- polyethylene is preferable, and high-density polyethylene, a mixture of high-density polyethylene and ultra-high molecular weight polyethylene, and the like are preferable.
- polyolefin microporous membrane is a polyethylene microporous membrane containing only polyethylene as polyolefin.
- An example of an embodiment of a polyolefin microporous membrane is a microporous membrane containing polypropylene from the viewpoint of providing heat resistance that does not easily break when exposed to high temperatures.
- polyolefin microporous membrane is a polyolefin microporous membrane containing a mixture of at least polyethylene and polypropylene.
- polyolefin microporous membrane having a laminated structure of two or more layers, at least one layer containing polyethylene, and at least one layer containing polypropylene.
- the thickness of the polyolefin microporous membrane is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 12 ⁇ m or more, and even more preferably 14 ⁇ m or more, from the viewpoints of increasing the strength of the polyolefin microporous membrane and increasing the separation rate of biological particles.
- the thickness of the polyolefin microporous membrane is preferably 110 ⁇ m or less, more preferably 105 ⁇ m or less, still more preferably 100 ⁇ m or less, and even more preferably 90 ⁇ m or less, from the viewpoint of air permeability of the laminated film.
- the thickness of the polyolefin microporous film is obtained by measuring 20 points with a contact-type film thickness meter and averaging them.
- the porosity of the polyolefin microporous membrane is preferably 80% or higher, more preferably 81% or higher, even more preferably 82% or higher, and even more preferably 83% or higher, from the viewpoint of air permeability of the laminated membrane. From the viewpoint of increasing the separation rate of biological particles, the porosity of the polyolefin microporous membrane is preferably 90% or less, more preferably 89% or less, and even more preferably 88% or less.
- the porosity of the polyolefin microporous membrane is determined by the following calculation method. That is, with respect to constituent material 1 , constituent material 2 , constituent material 3 , . ) , the true density of each constituent material is d 1 , d 2 , d 3 , . ) is obtained by the following formula.
- the average pore size of the polyolefin microporous membrane is preferably 100 nm or more, more preferably 110 nm or more, and even more preferably 120 nm or more.
- the average pore size of the polyolefin microporous membrane is preferably 600 nm or less, more preferably 550 nm or less, still more preferably 500 nm or less, and even more preferably 450 nm or less, from the viewpoint of increasing the separation rate of biological particles.
- the average pore diameter of the polyolefin microporous membrane is measured, for example, by using a perm porometer (PMI, model: CFP-1200-AEXL) and using a PMI Gullwick (surface tension: 15.9 dyn/cm) for the immersion liquid. It is a value measured by a half-dry method according to ASTM E1294-89.
- PMI perm porometer
- PMI Gullwick surface tension: 15.9 dyn/cm
- the Gurley value of the polyolefin microporous membrane is preferably 2 seconds/100 mL or more, more preferably 3 seconds/100 mL or more, and even more preferably 5 seconds/100 mL or more, from the viewpoint of increasing the separation rate of biological particles. From the viewpoint of air permeability, the Gurley value of the polyolefin microporous membrane is preferably 100 seconds/100 mL or less, more preferably 90 seconds/100 mL or less, and even more preferably 80 seconds/100 mL or less.
- the Gurley value of the polyolefin microporous membrane is a value measured according to JIS P8117:2009.
- the weight average molecular weight (Mw) of polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane is preferably 500,000 to 5,000,000.
- Mw of the polyolefin is 500,000 or more, sufficient mechanical properties can be imparted to the microporous membrane.
- Mw of the polyolefin is 5,000,000 or less, it is easy to form a microporous membrane.
- the weight average molecular weight (Mw) of polyethylene contained in the polyolefin microporous membrane is preferably 800,000 or more, more preferably 900,000 or more, and even more preferably 1,000,000 or more, from the viewpoint of densifying the porous structure of the microporous membrane.
- the weight average molecular weight (Mw) of polyethylene contained in the polyolefin microporous membrane is preferably 2.8 million or less, more preferably 2.5 million or less, and even more preferably 2.3 million or less.
- the weight-average molecular weight of the polyolefin and polyethylene constituting the polyolefin microporous membrane was obtained by heating and dissolving the polyolefin microporous membrane in o-dichlorobenzene and performing gel permeation chromatography (system: Alliance GPC 2000 type manufactured by Waters, column: GMH6- HT and GMH6-HTL) under the conditions of column temperature of 140° C. and flow rate of 1.0 mL/min.
- Gel permeation chromatography system: Alliance GPC 2000 type manufactured by Waters, column: GMH6- HT and GMH6-HTL
- Molecular weight monodisperse polystyrene manufactured by Tosoh Corporation is used for molecular weight calibration.
- a polyolefin composition in the present disclosure, means a mixture of polyolefins containing two or more polyolefins, and when the polyolefin contained is only polyethylene, it is referred to as a polyethylene composition).
- a microporous membrane comprising:
- the polyolefin composition has the effect of forming a network structure with fibrillation during stretching and increasing the porosity of the polyolefin microporous membrane.
- polyolefin composition a polyolefin composition containing 5% to 70% by mass of ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 9 ⁇ 10 5 or more based on the total amount of polyolefin is preferable, and 10% to 65% by mass. % is more preferred, and polyolefin compositions containing 15% by mass to 60% by mass are even more preferred.
- the polyolefin composition comprises ultra-high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 9 ⁇ 10 5 or more and high molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight of 2 ⁇ 10 5 to 8 ⁇ 10 5 and a density of 920 kg/m 3 to 960 kg/m 3 . It is preferably a polyolefin composition mixed with density polyethylene at a mass ratio of 5:95 to 70:30 (more preferably 10:90 to 65:35, still more preferably 15:85 to 60:40).
- An example of an embodiment of a polyolefin microporous membrane is a hydrophilized polyolefin microporous membrane.
- the hydrophilized polyolefin microporous membrane includes, for example, a polyolefin microporous membrane whose surface is coated with a hydrophilic compound (e.g., ethylene-vinyl alcohol copolymer); polyolefin microporous membrane; plasma-treated or corona-treated polyolefin microporous membrane; and the like. Hydrophilization treatment may be applied to the entire laminated film after lamination.
- a polyolefin microporous membrane can be produced, for example, by a production method including the following steps (I) to (IV).
- Step (I) is a step of preparing a solution containing a polyolefin composition and a volatile solvent having a boiling point of less than 210°C at atmospheric pressure.
- the solution is preferably a thermoreversible sol-gel solution, and a thermoreversible sol-gel solution is prepared by heating and dissolving the polyolefin composition in a solvent to form a sol.
- the volatile solvent having a boiling point of less than 210° C. at atmospheric pressure is not particularly limited as long as it can sufficiently dissolve the polyolefin. Examples of the volatile solvent include tetralin (206° C. to 208° C.), ethylene glycol (197.3° C.), decalin (decahydronaphthalene, 187° C.
- the volatile solvents may be used alone or in combination of two or more.
- the polyolefin composition used in step (I) (in the present disclosure, it means a mixture of polyolefins containing two or more polyolefins, and when the polyolefin contained is only polyethylene, it is referred to as a polyethylene composition) contains polyethylene. is preferred, and a polyethylene composition is more preferred.
- the solution prepared in step (I) preferably has a polyolefin composition concentration of 10% to 40% by mass, preferably 15% to 35% by mass. is more preferable.
- concentration of the polyolefin composition is 10% by mass or more, it is possible to suppress the occurrence of cuts in the process of forming the polyolefin microporous membrane, and the mechanical strength of the polyolefin microporous membrane increases to improve handling properties.
- concentration of the polyolefin composition is 40% by mass or less, pores are likely to be formed in the polyolefin microporous membrane.
- Step (II) is a step of melt-kneading the solution prepared in step (I), extruding the obtained melt-kneaded product from a die, and cooling and solidifying to obtain a first gel-like molding.
- step (II) for example, the polyolefin composition is extruded through a die at a temperature range of from the melting point to the melting point +65° C. to obtain an extrudate, and then the extrudate is cooled to obtain a first gel-like molding.
- the first gel-like molding is preferably shaped into a sheet. Cooling may be by immersion in water or an organic solvent, or by contact with a chilled metal roll, generally by immersion in the volatile solvent used in step (I). done.
- Step (III) is a step of stretching the first gel-like molding in at least one direction (primary stretching) and drying the solvent to obtain a second gel-like molding.
- the stretching step (III) is preferably biaxial stretching, and may be sequential biaxial stretching in which longitudinal stretching and lateral stretching are separately performed, or simultaneous biaxial stretching in which longitudinal stretching and lateral stretching are performed simultaneously.
- the draw ratio in the primary drawing (the product of the longitudinal draw ratio and the transverse draw ratio) is preferably 1.1 to 3 times, more preferably 1.1 to 2 times. more preferred.
- the temperature during stretching in the primary stretching is preferably 75° C. or less.
- the drying step of step (III) is carried out without any particular limitation as long as the temperature does not cause deformation of the second gel-like molding, but is preferably carried out at 60°C or less.
- the stretching step and the drying step of step (III) may be performed simultaneously or stepwise.
- primary stretching may be performed while pre-drying, and then main drying may be performed, or primary stretching may be performed between pre-drying and main drying.
- the primary stretching can also be carried out in a state in which drying is controlled and the solvent remains in a suitable state.
- Step (IV) is a step of stretching (secondary stretching) the second gel-like molding in at least one direction.
- the stretching step of step (IV) is preferably biaxial stretching.
- the stretching step of step (IV) includes sequential biaxial stretching in which longitudinal stretching and lateral stretching are performed separately; simultaneous biaxial stretching in which longitudinal stretching and lateral stretching are performed simultaneously; stretching in the machine direction and stretching in the transverse direction several times; and stretching in the machine direction and/or the transverse direction once or more times after successive biaxial stretching.
- the draw ratio in the secondary drawing (the product of the longitudinal draw ratio and the transverse draw ratio) is preferably 5 times to 90 times, more preferably 10 times to 60 times, from the viewpoint of controlling the porous structure of the polyolefin microporous membrane. Double.
- the stretching temperature for the secondary stretching is preferably 90° C. to 135° C., more preferably 90° C. to 130° C., from the viewpoint of controlling the porous structure of the polyolefin microporous membrane.
- a heat setting treatment may be performed after step (IV).
- the heat setting temperature is preferably 110° C. to 160° C., more preferably 120° C. to 150° C., from the viewpoint of controlling the porous structure of the polyolefin microporous membrane.
- extraction treatment of the solvent remaining in the polyolefin microporous membrane and annealing treatment may be performed.
- the residual solvent extraction treatment is performed, for example, by immersing the heat-fixed sheet in a methylene chloride bath to elute the residual solvent in methylene chloride.
- the polyolefin microporous membrane immersed in the methylene chloride bath is preferably removed from the methylene chloride bath by drying after being withdrawn from the methylene chloride bath.
- the annealing treatment is carried out by conveying the polyolefin microporous membrane on rollers heated to, for example, 100°C to 140°C after extraction treatment of the residual solvent.
- the bubble point and porosity of the polyolefin microporous membrane are adjusted by controlling the conditions of steps (I) to (IV).
- the porous support layer is a layer for ensuring the strength of the laminated film.
- a porous support layer is a layer that has pores or voids therein and allows gas or liquid to pass from one surface to the other surface.
- An organic or inorganic fibrous structure is suitable for the porous support layer.
- organic fiber structures include nonwoven fabrics and woven and knitted fabrics mainly composed of thermoplastic fibers.
- inorganic fiber structures include electrospun fiber membranes made of glass fiber nonwoven fabric, steel wool, ceramic fibers, and the like.
- Nonwoven fabrics, woven and knitted fabrics, and fiber membranes may be structures having a laminated structure of two or more layers.
- Non-woven fabrics, woven and knitted fabrics, and fiber membranes may be of one type or two or more types in terms of material type, fiber thickness, cross-sectional shape, or basis weight.
- thermoplastic fibers are suitable for the porous support layer, and a nonwoven fabric is particularly suitable.
- the fiber structure preferably contains 70% by mass or more of thermoplastic fibers.
- thermoplastic fibers include fibers composed of resins such as polyesters, polyolefins, polyamides, polyesteramides, acrylic resins and polyvinyl alcohol, and mixtures of these fibers.
- polyester fiber structures are more preferred.
- polyester examples include polyethylene terephthalate (PET) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polytrimethylene terephthalate (PTT) resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin, and polytrimethylene naphthalate (PTN). resins, polybutylene naphthalate (PBN) resins, polyethylene isophthalate resins, and wholly aromatic polyester resins.
- PET polyethylene terephthalate
- PBT polybutylene terephthalate
- PBT polytrimethylene terephthalate
- PEN polyethylene naphthalate
- PBN polytrimethylene naphthalate
- polyolefin examples include polypropylene and polyethylene.
- nylon examples include nylon 6, nylon 6,6, and the like.
- acrylic resins include polyacrylate and polymethyl methacrylate.
- polyvinyl alcohol resins examples include ethylene-vinyl alcohol copolymers.
- the melting point of the resin constituting the organic fibers is preferably 100° C. or higher, more preferably 150° C. or higher, from the viewpoint of imparting sufficient heat resistance to the porous support layer. 200° C. or higher is more preferable. From the viewpoint of easiness of processing the resin into an organic fiber structure, the melting point of the resin constituting the organic fiber is preferably 300° C. or lower, more preferably 280° C. or lower, and even more preferably 260° C. or lower.
- the basis weight of the porous support layer is preferably 50 g/m 2 or more, more preferably 55 g/m 2 or more, and even more preferably 60 g/m 2 or more, from the viewpoint of high rigidity of the porous support layer.
- the basis weight of the porous support layer is preferably 150 g/m 2 or less, more preferably 120 g/m 2 or less, more preferably 100 g/m 2 or less is more preferable.
- the bulk density of the porous support layer is preferably 0.20 g/cm 3 or more, more preferably 0.25 g/cm 3 or more, and further preferably 0.30 g/cm 3 or more.
- the bulk density of the porous support layer is preferably 0.50 g/cm 3 or less, more preferably 0.48 g/cm 3 or less, from the viewpoint of excellent workability (bending or heat welding) of the porous support layer. It is preferably 0.45 g/cm 3 or less, more preferably 0.45 g/cm 3 or less.
- the thickness of one porous support layer is preferably 100 ⁇ m or more, more preferably 120 ⁇ m or more, and even more preferably 140 ⁇ m or more.
- the thickness of one porous support layer is preferably 240 ⁇ m or less, more preferably 220 ⁇ m or less, and even more preferably 200 ⁇ m or less, from the viewpoint of excellent workability (bending or heat welding) of the porous support layer.
- the thickness of the porous support layer is obtained by measuring 20 points with a film thickness meter and averaging them.
- a nonwoven fabric manufacturing method includes a manufacturing method of forming a fibrous web and bonding fibers in the fibrous web to obtain a nonwoven fabric.
- the method for producing the fibrous web include dry methods such as carding, air laying, spunbonding and melt blowing; wet methods such as wet papermaking; and electrostatic spinning.
- the wet method fibers are dispersed in water to form a uniform papermaking slurry, and this papermaking slurry is used as a material by using a papermaking machine having at least one papermaking method such as a cylinder type, a fourdrinier type, or an inclined type.
- the fibers are bonded by a fiber bonding method selected from the group consisting of bonding, fusing and entangling. It is also preferable to pass the nonwoven fabric between a heated metal roll and an elastic roll to apply heat and pressure treatment (thermal calendering).
- a method for producing a woven or knitted fabric weaving or knitting is performed from filaments or spun yarns by a general method, as is practiced with general thermoplastic fibers.
- Adhesion part The polyolefin microporous membrane and the porous support layer are bonded together with an adhesive portion containing a thermoplastic resin. Adhesives containing a thermoplastic resin are interspersed at the interface between the polyolefin microporous membrane and the porous support layer. The interspersed adhesion portions on the interface between the polyolefin microporous membrane and the porous support layer ensure the air permeability of the laminated membrane. In addition, since the adhesive portions are scattered on the interface between the polyolefin microporous membrane and the porous support layer, clogging of the particles at the interface is suppressed.
- the term “interspersed” means that the thermoplastic resin constituting the adhesive portion is continuous or discontinuous between the microporous membrane and the porous support layer without covering the entire surface of the microporous membrane. It is a state in which they exist in a distributed manner.
- thermoplastic resins exist in the form of dots, lines, fibers, strips, grids, nets, or three-dimensional networks, and these are deformed by heat fusion and/or pressure. includes.
- the adhesive part contains a thermoplastic resin, and preferably contains only a thermoplastic resin. i.e. It is preferable that the adhesive portion is made of a thermoplastic resin.
- the melting point of the thermoplastic resin contained in the adhesive part is preferably 50° C. or higher from the viewpoint of suppressing deformation of the adhesive part and elution of components contained in the adhesive part due to the temperature of the gas or liquid to be circulated. , 60° C. or higher, more preferably 80° C. or higher.
- the melting point of the thermoplastic resin contained in the adhesive part is from the viewpoint of suppressing the temperature of the heat applied for bonding the polyolefin microporous membrane and the porous support layer and suppressing deformation of the polyolefin microporous membrane and the porous support layer. Therefore, the temperature is preferably 130° C. or lower, more preferably 125° C. or lower, and even more preferably 120° C. or lower. If the thermoplastic resin contained in the bonding portion has two or more melting points according to the melting point measuring method described later, the melting point value based on the peak with the highest enthalpy of the melting peak is taken as the representative value.
- the thermoplastic resin contained in the adhesive part includes resins such as polyolefin, polyester, acrylic resin, and polyvinyl alcohol. Among them, polyolefin is preferable at least from the viewpoint of forming a good bonding state with the polyolefin microporous membrane.
- Polyolefins include, for example, polyethylene, polypropylene, polybutylene, polymethylpentene, copolymers of polypropylene and polyethylene, and the like.
- the thermoplastic resin contained in the adhesive portion is preferably the same type of polyolefin as the polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane.
- the thermoplastic resin contained in the adhesive portion is preferably polyethylene.
- thermoplastic resin polyethylene with a melting point of 50°C to 135°C can be suitably used, and polyethylene with a melting point of 80°C to 130°C is preferably used.
- the adhesive portions are scattered in, for example, dots, lines, lattices, or nets. The bond may or may not be visible.
- the number of adhesive portions is preferably 3,000 to 15,000 per 10 cm square.
- the total area of the bonded portions is preferably 5% to 80% of the area of the interface.
- the adhesive part can be formed, for example, by melting a particulate, linear or fibrous thermoplastic resin, as described later.
- the welding part is, for example, a thermoplastic resin powder (powder), a bar or a sheet in which a plurality of bars are bonded (for example, a porous sheet having holes such as a lattice or a net), a web-like or mesh-like sheet, or the like.
- a thermoplastic resin powder for example, a bar or a sheet in which a plurality of bars are bonded (for example, a porous sheet having holes such as a lattice or a net), a web-like or mesh-like sheet, or the like.
- the laminated film of the present disclosure is manufactured, for example, by a manufacturing method including the following steps (a) to (c).
- the first layer is either a polyolefin microporous membrane or a porous support layer.
- the second layer is a porous support layer, and when the first layer is a porous support layer, the second layer is a polyolefin microporous membrane.
- Step (a) and step (b) are performed once or multiple times depending on the number of layers of the laminated film.
- the second layer in the first step (b) is the first layer in the second step (a).
- thermoplastic resin used in step (a) functions as an adhesive that bonds the first layer and the second layer.
- the thermoplastic resin used in step (a) is preferably particulate, linear or fibrous.
- the amount of thermoplastic resin used is preferably 1 g/m 2 to 20 g/m 2 with respect to the surface of the first layer.
- the coverage of the thermoplastic resin on the surface of the first layer is preferably 5% to 80%.
- the heating device in step (c) is, for example, a heating and pressure roll; a heating roll and a pressure roll; and a heating furnace equipped with a pressure roll.
- the temperature of the heating device is preferably higher than -10°C, the melting point of the thermoplastic resin that functions as an adhesive, and lower than +10°C, the melting point of the polyolefin contained in the polyolefin microporous membrane.
- the temperature of the heating device is preferably lower than the melting point of the resin contained in the porous support layer.
- the temperature of the heating device is preferably 50°C to 140°C, more preferably 60°C to 135°C, even more preferably 70°C to 130°C.
- the heat application time by the heating device is set to the time required for the thermoplastic resin functioning as the adhesive to be sufficiently melted.
- the pressure applied by the roll member is set within a range that does not clog the porous structure of the polyolefin microporous membrane.
- the laminated film of the present disclosure will be more specifically described below with reference to examples. Materials, usage amounts, proportions, processing procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the gist of the present disclosure. Therefore, the scope of the laminated film of the present disclosure should not be construed to be limited by the specific examples shown below.
- the average thickness of the polyolefin microporous membrane was obtained by measuring 20 points with a contact-type film thickness meter (Mitutoyo Co., Ltd.) and averaging the results.
- a contact-type film thickness meter Mitsubishi Chemical Company, Ltd.
- the measurement pressure was 0.1N.
- the porosity of the polyolefin microporous membrane was obtained from the following formula. Constituent material 1 , constituent material 2 , constituent material 3 , . 2 ), the true densities of the constituent materials are d1 , d2 , d3 , ..., dn (g/ cm3 ), and the average thickness of the polyolefin microporous membrane is t (cm).
- the basis weight of the porous support layer was obtained by measuring the mass of a sample cut into a square of 10 cm ⁇ 10 cm from the porous support layer before lamination, and dividing the mass of the sample by the area (100 cm 2 ).
- the bulk density of the porous support layer is obtained by measuring the mass and thickness of a sample obtained by cutting the porous support layer before lamination into a square of 10 cm x 10 cm, and dividing the sample mass by the thickness and area (100 cm 2 ). I asked for it. The thickness was obtained by measuring 20 points with a Digimatic Micrometer (Mitutoyo Corporation, model number: MDC-25MJ) and averaging the results.
- Gurley value of laminated film The Gurley value of the laminated film was measured using a Gurley densometer (Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., model number: G-B2C) in accordance with JIS P8117:2009.
- the weight-average molecular weight of the polyolefin and polyethylene constituting the polyolefin microporous membrane was obtained by heating and dissolving the polyolefin microporous membrane in o-dichlorobenzene and performing gel permeation chromatography (system: Alliance GPC 2000 model manufactured by Waters, column: GMH6- HT and GMH6-HTL) under the conditions of a column temperature of 140° C. and a flow rate of 1.0 mL/min.
- Gel permeation chromatography system: Alliance GPC 2000 model manufactured by Waters, column: GMH6- HT and GMH6-HTL
- Molecular weight monodisperse polystyrene manufactured by Tosoh Corporation was used for molecular weight calibration.
- the average pore diameter of the polyolefin microporous membrane was measured using a perm porometer (PMI, model: CFP-1200-AEXL) and using PMI's Gullwick (surface tension: 15.9 dyn/cm) as the immersion liquid. It was measured by the half-dry method according to ASTM E1294-89.
- thermoplastic resin amount The amount of thermoplastic resin (mass of thermoplastic resin per unit area of laminated film in plan view) was determined as follows. The polyolefin microporous membrane before lamination, the porous support layer before lamination, and the laminated membrane were each cut into a square of 10 cm ⁇ 10 cm, and the mass of the sample was measured, and the basis weight was obtained by dividing the mass of the sample by the area (100 cm 2 ). asked for The amount of thermoplastic resin was obtained by subtracting the sum of the basis weight of the polyolefin microporous membrane before lamination and the basis weight of the porous support layer before lamination from the basis weight of the laminated membrane.
- a circle with a diameter of 47 mm was cut from the laminated film and used as a sample. After the sample was immersed in ethanol, it was placed inside the holder with the exposed surface of the polyolefin microporous membrane facing upstream.
- test Bacteria Solution The test bacteria were seeded on a TSA medium and cultured at a temperature of 30° C. for 24 hours. The grown colonies were suspended in 10 mL of TSB medium and cultured at 30° C. for 24 hours. 2 mL of this culture solution was added dropwise to 1000 mL of a salted lactose bouillon medium and cultured at a temperature of 30° C. for 24 hours. This culture solution was diluted 10-fold with physiological saline and mixed well to obtain a test bacterial solution.
- test bacterial solution was serially diluted up to 10 times with physiological saline. 0.1 mL of the test bacterial solution or diluted solution was smeared on SA medium, cultured at 30° C. for 48 hours, and the number of developed colonies was counted. From the counted number of colonies, the number of bacteria per 500 mL of the test bacterial solution was determined.
- Bacteria Separation Operation An air compressor was connected to a pressurized tank containing about 550 mL of the test bacteria solution, and the valve was closed. Compressed air was supplied from an air compressor to pressurize the inside of the pressure tank to 0.21 MPa.
- the entire amount of the test bacterial solution was passed through the holder on which the sample was placed, and collected in the water collection container. After the entire amount of the test bacterial solution passed through the holder, the pressurization by the air compressor was stopped, and the inside of the pressurized tank was returned to the atmospheric pressure.
- the liquid collected in the water sampling container is referred to as "treated liquid”.
- Bacterial Count Measurement in Treated Liquid 50 mL and 450 mL of the treated liquid were each filtered with a membrane filter. Most of the test bacteria remain on the membrane filter because they are too large to pass through the membrane filter. After filtering the treated solution, the membrane filter was attached to the SA medium, cultured at 30° C.
- LRV log10 (number of bacteria per 500 mL of test bacterial solution / number of bacteria per 500 mL of treatment solution) An LRV of 6 or higher was judged to be excellent in bacteria separation performance.
- the laminated membrane was cut out and placed in a holder having an effective opening diameter of 40 mm with the exposed surface of the polyolefin microporous membrane facing upstream. Air was passed through the holder at a flow rate of 5.3 cm/sec, and the pressure difference (kPa) between the upstream and downstream sides of the laminated membrane was measured with a differential pressure gauge to determine the initial pressure loss. Evaluation criteria are as follows. The practical levels are A and B, and it was determined that the initial pressure loss was excellent, that is, the air permeability was excellent. -Evaluation criteria- A: The initial pressure loss is less than 10 kPa. B: The initial pressure loss is 10 kPa or more and less than 40 kPa. C: The initial pressure loss is 40 kPa or more.
- Example 1 -Preparation of polyethylene microporous membrane- 3.75 parts by mass of ultra-high molecular weight polyethylene (hereinafter referred to as "UHMWPE”) having a weight average molecular weight of 4,600,000 and high density polyethylene (hereinafter referred to as "HDPE”) having a weight average molecular weight of 560,000 and a density of 950 kg/m 3 21.
- UHMWPE ultra-high molecular weight polyethylene
- HDPE high density polyethylene
- a polyethylene composition mixed with 25 parts by mass was prepared.
- a polyethylene solution was prepared by mixing a polyethylene composition and decalin such that the polymer concentration was 25% by mass.
- the above polyethylene solution was extruded into a sheet from a die at a temperature of 136°C, and then the extrudate was cooled in a water bath at a water temperature of 20°C to obtain a first gel-like sheet.
- the first gel-like sheet is pre-dried for 10 minutes in an atmosphere at a temperature of 70°C, then first stretched at 1.2 times in the MD direction, and then main-dried for 5 minutes in an atmosphere at a temperature of 57°C. After 1 minute, a second gel-like sheet (base tape) was obtained (the amount of solvent remaining in the second gel-like sheet was less than 1% by mass). Next, as secondary stretching, the second gel-like sheet (base tape) is stretched in the MD direction at a temperature of 90° C. at a magnification of 4 times, and then in the TD direction at a temperature of 125° C. at a magnification of 10 times. Heat treatment (heat setting) was immediately performed at 142°C.
- polyester nonwoven fabric having the basis weight and bulk density shown in Table 1 was prepared as a porous support layer.
- the bonded area can be confirmed by exposing the polyester nonwoven fabric side to light and observing from the polyethylene microporous membrane side. was glued. In this way, it was confirmed that the polyolefin microporous membrane and the porous support layer were adhered together by interspersed adhesive portions containing the thermoplastic resin. In addition, in Examples 2 to 10, which will be described below, similarly scattered bonded portions were confirmed.
- Example 2 Comparative Examples 1 to 3
- a polyethylene microporous membrane having the physical properties shown in Table 1 is produced. bottom.
- a polypropylene microporous membrane was produced using polypropylene instead of polyethylene.
- Comparative Example 1 heat sealing was used instead of polyethylene powder, polyethylene web and polyethylene terephthalate web.
- Comparative Example 2 a vinyl acetate resin-based adhesive was used in place of the polyethylene powder, polyethylene web, and polyethylene terephthalate web.
- the polyethylene web and the polyethylene terephthalate web web-like (non-woven fabric) thermoplastic resins having the basis weight shown in Table 1 were used.
Landscapes
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Abstract
積層膜は、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とを有し、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とが、熱可塑性樹脂を含む散在する接着部で接着されており、熱可塑性樹脂の融点が、ポリオレフィン微多孔膜の融点より低い。
Description
本開示は、積層膜に関する。
特表2011-512252号公報には、濾過メディアに使用可能な多孔質ポリエチレン製メンブレンが開示されている。
特開2015-163465号公報には、医療用滅菌包装材料に用いる、ポリオレフィン系多孔フィルムとポリオレフィン系繊維層とを有する多孔性積層体が開示されている。
特開平11-179120号公報には、工業用液体濾過フィルターとして有用な、ポリオレフィン不織布とポリオレフィン微多孔膜とを熱カレンダーにより一体化したポリオレフィン樹脂製積層フィルターが開示されている。
特開2008-114530号公報には、オレフィン系多孔質フィルムと通気性補強材をホットメルト接着剤で接合する複合シートの製造方法が開示されている。
特開2015-163465号公報には、医療用滅菌包装材料に用いる、ポリオレフィン系多孔フィルムとポリオレフィン系繊維層とを有する多孔性積層体が開示されている。
特開平11-179120号公報には、工業用液体濾過フィルターとして有用な、ポリオレフィン不織布とポリオレフィン微多孔膜とを熱カレンダーにより一体化したポリオレフィン樹脂製積層フィルターが開示されている。
特開2008-114530号公報には、オレフィン系多孔質フィルムと通気性補強材をホットメルト接着剤で接合する複合シートの製造方法が開示されている。
従来、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とを積層した積層膜に通気性とバクテリア分離性能と溶出物低減性能とを満足させることは難しかった。
本開示は、通気性とバクテリア分離性能と溶出物低減性能とに優れる積層膜を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
<1> ポリオレフィンを含む微多孔膜と、多孔質支持層と、を有し、前記微多孔膜と前記多孔質支持層とが、熱可塑性樹脂を含む散在する接着部で接着されており、前記熱可塑性樹脂の融点が、前記ポリオレフィンの融点より低い、積層膜。
<2> 前記熱可塑性樹脂が、融点が50℃~135℃のポリエチレンである、<1>に記載の積層膜。
<3> 前記微多孔膜がポリエチレンを含む、<1>又は<2>に記載の積層膜。
<4> 前記微多孔膜に含まれるポリエチレンの重量平均分子量が80万~280万である、<3>に記載の積層膜。
<5> 前記微多孔膜の平均孔径が100nm~600nmである、<1>~<4>のいずれか1つに記載の積層膜。
<6> 前記微多孔膜の空孔率が80%~90%である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の積層膜。
<7> 前記微多孔膜の平均厚さが10μm~110μmである、<1>~<6>のいずれか1つに記載の積層膜。
<8> 前記多孔質支持層が樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の融点が、前記樹脂の融点より低い、<1>~<7>のいずれか1つ項に記載の積層膜。
<9> 前記多孔質支持層がポリエステル繊維構造体である、<8>に記載の積層膜。
<10> 前記多孔質支持層の目付が50g/m2~150g/m2である、<1>~<9>のいずれか1つに記載の積層膜。
<11> 前記多孔質支持層の嵩密度が0.20g/cm3~0.50g/cm3である、<1>~<10>のいずれか1つに記載の積層膜。
<12> 前記積層膜のガーレ値が5秒/100mL~100秒/100mLである、<1>~<11>のいずれか1つに記載の積層膜。
<13> 平面視における単位面積当たりの前記熱可塑性樹脂の質量が2g/m2~30g/m2である、<1>~<12>のいずれか1つに記載の積層膜。
<1> ポリオレフィンを含む微多孔膜と、多孔質支持層と、を有し、前記微多孔膜と前記多孔質支持層とが、熱可塑性樹脂を含む散在する接着部で接着されており、前記熱可塑性樹脂の融点が、前記ポリオレフィンの融点より低い、積層膜。
<2> 前記熱可塑性樹脂が、融点が50℃~135℃のポリエチレンである、<1>に記載の積層膜。
<3> 前記微多孔膜がポリエチレンを含む、<1>又は<2>に記載の積層膜。
<4> 前記微多孔膜に含まれるポリエチレンの重量平均分子量が80万~280万である、<3>に記載の積層膜。
<5> 前記微多孔膜の平均孔径が100nm~600nmである、<1>~<4>のいずれか1つに記載の積層膜。
<6> 前記微多孔膜の空孔率が80%~90%である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の積層膜。
<7> 前記微多孔膜の平均厚さが10μm~110μmである、<1>~<6>のいずれか1つに記載の積層膜。
<8> 前記多孔質支持層が樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の融点が、前記樹脂の融点より低い、<1>~<7>のいずれか1つ項に記載の積層膜。
<9> 前記多孔質支持層がポリエステル繊維構造体である、<8>に記載の積層膜。
<10> 前記多孔質支持層の目付が50g/m2~150g/m2である、<1>~<9>のいずれか1つに記載の積層膜。
<11> 前記多孔質支持層の嵩密度が0.20g/cm3~0.50g/cm3である、<1>~<10>のいずれか1つに記載の積層膜。
<12> 前記積層膜のガーレ値が5秒/100mL~100秒/100mLである、<1>~<11>のいずれか1つに記載の積層膜。
<13> 平面視における単位面積当たりの前記熱可塑性樹脂の質量が2g/m2~30g/m2である、<1>~<12>のいずれか1つに記載の積層膜。
本開示によれば、通気性とバクテリア分離性能と溶出物低減性能とに優れる積層膜が提供される。
以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本開示において、MD(Machine Direction)とは、長尺状に製造される膜及び積層膜において長尺方向を意味し、TD(transverse direction)とは、膜及び積層膜の面方向においてMDに直交する方向を意味する。本開示において、TDを「幅方向」ともいう。
本開示において、積層膜に対して、気体又は液体が流入する側を「上流」といい、気体又は液体が流出する側を「下流」という。
本開示において、ポリオレフィンを含む微多孔膜を「ポリオレフィン微多孔膜」という。
本開示において「多孔質支持層」は「ポリオレフィン微多孔膜」を含まない。「多孔質支持層」は「ポリオレフィン微多孔膜」以外のシート状の物体である。
本開示において「多孔質支持層」は「ポリオレフィン微多孔膜」を含まない。「多孔質支持層」は「ポリオレフィン微多孔膜」以外のシート状の物体である。
<積層膜>
本開示の積層膜は、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とを有し、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とが、熱可塑性樹脂を含む散在する接着部で接着されており、熱可塑性樹脂の融点が、ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンの融点より低い。
本開示の積層膜は、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とを有し、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とが、熱可塑性樹脂を含む散在する接着部で接着されており、熱可塑性樹脂の融点が、ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンの融点より低い。
ポリオレフィン微多孔膜が2種類以上のポリオレフィンを含む場合、熱可塑性樹脂の融点は、上記2種類以上の全てのポリオレフィンの融点より低い。
また、熱可塑性樹脂が2種類以上の熱可塑性樹脂を含む場合、上記2種類以上の全ての熱可塑性樹脂の融点は、ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンの融点より低い。
更に、ポリオレフィン微多孔膜が2種類以上のポリオレフィンを含み、かつ、熱可塑性樹脂が2種類以上の熱可塑性樹脂を含む場合、上記2種類以上の全ての熱可塑性樹脂の融点は、上記2種類以上の全てのポリオレフィンの融点より低い。
また、熱可塑性樹脂が2種類以上の熱可塑性樹脂を含む場合、上記2種類以上の全ての熱可塑性樹脂の融点は、ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンの融点より低い。
更に、ポリオレフィン微多孔膜が2種類以上のポリオレフィンを含み、かつ、熱可塑性樹脂が2種類以上の熱可塑性樹脂を含む場合、上記2種類以上の全ての熱可塑性樹脂の融点は、上記2種類以上の全てのポリオレフィンの融点より低い。
本開示の積層膜は、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とが熱可塑性樹脂を含む接着部で接着されている。接着部に含まれる熱可塑性樹脂の融点は、ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンの融点より低い。そのため、ポリオレフィン微多孔膜を溶融することなく、熱可塑性樹脂は熱印加によって溶融してポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とを接着するので、熱カレンダー処理を行ってポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層を直接接着する場合に比べて低温での接着が可能となり、ポリオレフィン微多孔膜及び多孔質支持層の多孔質構造を閉塞させにくい。
そして、本開示の積層膜は、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とが散在する接着部で接着されていることにより、積層膜の通気性が良好であり、また、優れたバクテリア分離性能を発揮する。更に、接着剤等の他の材料を用いることなく、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とを接着部で接着しているため、積層体の使用時において、溶出物を低減することができる。
そして、本開示の積層膜は、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とが散在する接着部で接着されていることにより、積層膜の通気性が良好であり、また、優れたバクテリア分離性能を発揮する。更に、接着剤等の他の材料を用いることなく、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とを接着部で接着しているため、積層体の使用時において、溶出物を低減することができる。
積層体を構成するポリオレフィン微多孔膜のポリオレフィン及び熱可塑性樹脂の融点として、積層体の作製に用いる材料であるポリオレフィン微多孔膜のポリオレフィン及び熱可塑性樹脂の融点をそれぞれ用いてよい。
多孔質支持層が樹脂を含む場合、通気性を高める観点から、接着部に含まれる熱可塑性樹脂の融点は、多孔質支持層に含まれる樹脂の融点より低いことが好ましい。
本開示において、融点は、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に従って得たDSC(Differential Scanning Calorimetry)曲線の「融解ピーク温度」である。
ポリオレフィン微多孔膜が2種類以上のポリオレフィンを含み、かつDSC評価による2種以上のポリオレフィンの融点に有意差がある場合、それぞれのポリオレフィンに由来するピークが観察され、各ポリオレフィンの融点を求めることができる。
また、熱可塑性樹脂が2種類以上の熱可塑性樹脂を含み、かつDSC評価による2種以上の熱可塑性樹脂の融点に有意差がある場合、それぞれの熱可塑性樹脂に由来するピークが観察され、各熱可塑性樹脂の融点を求めることができる。
また、多孔質支持層が2種類以上の樹脂を含み、かつDSC評価による2種以上の樹脂の融点に有意差がある場合、それぞれの樹脂に由来するピークが観察され、各樹脂の融点を求めることができる。
ポリオレフィン微多孔膜が2種類以上のポリオレフィンを含み、かつDSC評価による2種以上のポリオレフィンの融点に有意差がある場合、それぞれのポリオレフィンに由来するピークが観察され、各ポリオレフィンの融点を求めることができる。
また、熱可塑性樹脂が2種類以上の熱可塑性樹脂を含み、かつDSC評価による2種以上の熱可塑性樹脂の融点に有意差がある場合、それぞれの熱可塑性樹脂に由来するピークが観察され、各熱可塑性樹脂の融点を求めることができる。
また、多孔質支持層が2種類以上の樹脂を含み、かつDSC評価による2種以上の樹脂の融点に有意差がある場合、それぞれの樹脂に由来するピークが観察され、各樹脂の融点を求めることができる。
積層膜のガーレ値は、バクテリア分離性能を高める観点から、5秒/100mL以上が好ましく、6秒/100mL以上がより好ましく、7秒/100mL以上が更に好ましい。
積層膜のガーレ値は、通気性を高める観点から、100秒/100mL以下が好ましく、90秒/100mL以下がより好ましく、70秒/100mL以下が更に好ましく、50秒/100mL以下が更により好ましい。
積層膜のガーレ値は、JIS P8117:2009に従って測定した値である。
積層膜のガーレ値は、通気性を高める観点から、100秒/100mL以下が好ましく、90秒/100mL以下がより好ましく、70秒/100mL以下が更に好ましく、50秒/100mL以下が更により好ましい。
積層膜のガーレ値は、JIS P8117:2009に従って測定した値である。
平面視(すなわち、積層膜の面方向に垂直な方向)における積層膜の単位面積当たりの熱可塑性樹脂の質量(以下、「熱可塑性樹脂量」と呼ぶことがある)は、接着強度を高める観点から、2g/m2以上が好ましく、2.5g/m2以上がより好ましく、3g/m2以上が更に好ましい。
熱可塑性樹脂量は、通気性を高める観点から、30g/m2以下が好ましく、25g/m2以下がより好ましく、22g/m2以下が更に好ましい。
熱可塑性樹脂量は、通気性を高める観点から、30g/m2以下が好ましく、25g/m2以下がより好ましく、22g/m2以下が更に好ましい。
熱可塑性樹脂量は、以下のようにして求められる。積層前のポリオレフィン微多孔膜、積層前の多孔質支持層、及び積層膜をそれぞれ10cm×10cmの正方形に切り出した試料の質量を測定し、試料の質量を面積(100cm2)で割ることで目付を求める。積層膜の目付から積層前のポリオレフィン微多孔膜の目付と積層前の多孔質支持層の目付との和を引くことで、熱可塑性樹脂量を求める。
[積層膜の用途]
本開示の積層膜は、気体又は液体を流通させて生物学的粒子を分離する用途に好適であり、生物学的粒子の中でも特にバクテリアを分離する用途に好適である。
本開示でいう生物学的粒子(biological particle)には、生物が有する粒子、生物が放出する粒子、生物に寄生する粒子、微小な生物、脂質を膜とする小胞、これらの断片が含まれる。本開示でいう生物学的粒子には、ウイルス、ウイルスの一部(例えば、エンベロープを有するウイルスからエンベロープを除去した粒子)、バクテリオファージ、バクテリア、芽胞、胞子、菌類、カビ、酵母、シスト、原生動物、単細胞性藻類、植物細胞、動物細胞、培養細胞、ハイブリドーマ、腫瘍細胞、赤血球、白血球(例えば、リンパ球、単球、顆粒球)、血小板、細胞小器官(例えば、細胞核、ミトコンドリア、小胞)、エクソソーム、アポトーシス小体、脂質二重層の粒子、脂質一重層の粒子、リポソーム、酵素、酵素の凝集体、タンパク質、タンパク質の凝集体、及びこれらの断片が含まれる。本開示でいう生物学的粒子には、人工物も含まれる。
本開示の積層膜は、気体又は液体を流通させて生物学的粒子を分離する用途に好適であり、生物学的粒子の中でも特にバクテリアを分離する用途に好適である。
本開示でいう生物学的粒子(biological particle)には、生物が有する粒子、生物が放出する粒子、生物に寄生する粒子、微小な生物、脂質を膜とする小胞、これらの断片が含まれる。本開示でいう生物学的粒子には、ウイルス、ウイルスの一部(例えば、エンベロープを有するウイルスからエンベロープを除去した粒子)、バクテリオファージ、バクテリア、芽胞、胞子、菌類、カビ、酵母、シスト、原生動物、単細胞性藻類、植物細胞、動物細胞、培養細胞、ハイブリドーマ、腫瘍細胞、赤血球、白血球(例えば、リンパ球、単球、顆粒球)、血小板、細胞小器官(例えば、細胞核、ミトコンドリア、小胞)、エクソソーム、アポトーシス小体、脂質二重層の粒子、脂質一重層の粒子、リポソーム、酵素、酵素の凝集体、タンパク質、タンパク質の凝集体、及びこれらの断片が含まれる。本開示でいう生物学的粒子には、人工物も含まれる。
本開示の積層膜が分離対象とする生物学的粒子の大きさに制限はない。生物学的粒子の直径又は長軸長は、例えば、1nm以上であり、5nm以上であり、10nm以上であり、20nm以上であり、例えば、100μm以下であり、50μm以下であり、10μm以下であり、5μm以下である。
本開示の積層膜が分離対象とするバクテリアとしては、ナノオーダーの大きさのバクテリアが好適である。この場合、バクテリアの直径又は長軸長は、100nm以上が好適であり、200nm以上がより好適であり、300nm以上が更に好適であり、5μm以下が好適であり、4μm以下がより好適であり、3μm以下が更に好適である。
本開示の積層膜は、バクテリアの侵入を防ぐエアフィルタ用の濾材として好適である。エアフィルタは、例えば、防塵マスク、医療用マスク、粗塵エアフィルタ、中性能エアフィルタ、高性能エアフィルタ、又は超高性能エアフィルタである。
本開示の積層膜の用途は、エアフィルタ用の濾材に限定されない。本開示の積層膜の用途として、機能性粒子を捕捉するための袋状体が挙げられる。捕捉対象の機能性粒子として、例えば、生物学的粒子、樹脂粒子、金属粒子、鉱物粒子、セラミックス粒子;医薬品、食品、酵素、触媒、微生物、ガス吸収剤、除湿剤、消臭剤、発熱剤;などが挙げられる。
袋状体は、例えば、所定の形状及び寸法に裁断された積層膜を折り曲げたり重ね合わせたりした後、重なった積層膜の外周縁の一部または全部を接着して製造する。
[積層膜の層構成]
本開示の積層膜は、少なくとも1層のポリオレフィン微多孔膜と、少なくとも1層の多孔質支持層とを有している。本開示の積層膜は、ポリオレフィン微多孔膜を複数層有していてもよく、多孔質支持層を複数層有していてもよい。本開示の積層膜は、好ましくは1層のポリオレフィン微多孔膜の片面に多孔質支持層が積層された層構成からなる積層膜である。本開示の積層膜は、ポリオレフィン微多孔膜及び多孔質支持層とは異なる他の層を有していてもよい。
本開示の積層膜は、少なくとも1層のポリオレフィン微多孔膜と、少なくとも1層の多孔質支持層とを有している。本開示の積層膜は、ポリオレフィン微多孔膜を複数層有していてもよく、多孔質支持層を複数層有していてもよい。本開示の積層膜は、好ましくは1層のポリオレフィン微多孔膜の片面に多孔質支持層が積層された層構成からなる積層膜である。本開示の積層膜は、ポリオレフィン微多孔膜及び多孔質支持層とは異なる他の層を有していてもよい。
本開示の積層膜の層構成を、図面を参照しながら説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一又は類似の構成要素であることを意味する。各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。本開示の積層膜の構成は図面に示された構成に限定されない。
図1は、積層膜の実施形態の一例を示す断面図である。図1に示す積層膜10Aは、ポリオレフィン微多孔膜20と、多孔質支持層30とを有する。ポリオレフィン微多孔膜20の一方の面上に多孔質支持層30が配置されている。
積層膜10Aにおいて、ポリオレフィン微多孔膜20と多孔質支持層30とは、接着部40によって接着されている。接着部40は、ポリオレフィン微多孔膜20と多孔質支持層30の境界面に散在している。境界面を平面視したとき、接着部40は、例えば、点状、線状、格子状、網状に散在している。接着部40は、熱可塑性樹脂を含む。接着部40は、熱可塑性樹脂のみを含むことが好ましい。
積層膜10Aは、流体中の分離対象を分離するための使用時に、ポリオレフィン微多孔膜20が上流側であり、多孔質支持層30が下流側であることが好ましい。
積層膜10Aは、一方又は両方の露出面の辺縁に、補強層、接着層、保護層などを有していてもよい。
積層膜10Aを1ユニットとし、このユニットが複数個重なって多重積層膜を構成していてもよく、この多重積層膜は本開示の積層膜の実施形態の一例である。
図2は、積層膜の実施形態の別の一例を示す断面図である。図2に示す積層膜10Bは、ポリオレフィン微多孔膜20と、多孔質支持層30aと、多孔質支持層30bとを有する。ポリオレフィン微多孔膜20の一方の面上に多孔質支持層30aが配置され、ポリオレフィン微多孔膜20のもう一方の面上に多孔質支持層30bが配置されている。多孔質支持層30aと多孔質支持層30bとは、素材、厚さ、空孔率、目付などにおいて、同じ種類の多孔質支持層でもよく、別の種類の多孔質支持層でもよい。
積層膜10Bにおいて、ポリオレフィン微多孔膜20と多孔質支持層30aとは、接着部40aによって接着されており、ポリオレフィン微多孔膜20と多孔質支持層30bとは、接着部40bによって接着されている。接着部40aは、ポリオレフィン微多孔膜20と多孔質支持層30aの境界面に散在している。接着部40bは、ポリオレフィン微多孔膜20と多孔質支持層30bの境界面に散在している。境界面を平面視したとき、接着部40a及び接着部40bはそれぞれ、例えば、点状、線状、格子状、網状に散在している。接着部40a及び接着部40bは、熱可塑性樹脂を含む。接着部40a及び接着部40bは、熱可塑性樹脂のみを含むことが好ましい。接着部40aと接着部40bとは、熱可塑性樹脂の種類において、同じ種類の接着部でもよく、別の種類の接着部でもよい。接着部40aと接着部40bとは、散在する形態において、同じ種類の接着部でもよく、別の種類の接着部でもよい。
積層膜10Bは、一方又は両方の露出面の辺縁に、補強層、接着層、保護層などを有していてもよい。
積層膜10Bを1ユニットとし、このユニットが複数個重なって多重積層膜を構成していてもよく、この多重積層膜は本開示の積層膜の実施形態の一例である。
以下、本開示の積層膜が有する各層の詳細を説明する。
[ポリオレフィン微多孔膜]
本開示において微多孔膜とは、内部に多数の微細孔を有し且つ微細孔が連結された構造を有し、一方の面から他方の面へと気体又は液体が通過可能である膜を意味する。
本開示において微多孔膜とは、内部に多数の微細孔を有し且つ微細孔が連結された構造を有し、一方の面から他方の面へと気体又は液体が通過可能である膜を意味する。
ポリオレフィン微多孔膜は、ポリオレフィンのフィブリルからなる三次元網目構造を有することが好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレンとポリエチレンとの共重合体等が挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンが好ましく、高密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンと超高分子量ポリエチレンの混合物等が好適である。
ポリオレフィン微多孔膜の実施形態の一例として、含まれるポリオレフィンがポリエチレンのみであるポリエチレン微多孔膜が挙げられる。
ポリオレフィン微多孔膜の実施形態の一例として、高温に曝されたときに容易に破膜しない耐熱性を備える観点から、ポリプロピレンを含む微多孔膜が挙げられる。
ポリオレフィン微多孔膜の実施形態の一例として、少なくともポリエチレンとポリプロピレンとが混合して含まれているポリオレフィン微多孔膜が挙げられる。
ポリオレフィン微多孔膜の実施形態の一例として、2層以上の積層構造を備え、少なくとも1層はポリエチレンを含有し、少なくとも1層はポリプロピレンを含有するポリオレフィン微多孔膜が挙げられる。
ポリオレフィン微多孔膜の厚さは、ポリオレフィン微多孔膜の強度を高める観点、及び、生物学的粒子の分離率を高める観点から、10μm以上が好ましく、12μm以上がより好ましく、14μm以上が更に好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の厚さは、積層膜の通気性の観点から、110μm以下が好ましく、105μm以下がより好ましく、100μm以下が更に好ましく、90μm以下が更により好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の厚さは、接触式の膜厚計にて20点を測定し、これを平均することで求める。
ポリオレフィン微多孔膜の厚さは、積層膜の通気性の観点から、110μm以下が好ましく、105μm以下がより好ましく、100μm以下が更に好ましく、90μm以下が更により好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の厚さは、接触式の膜厚計にて20点を測定し、これを平均することで求める。
ポリオレフィン微多孔膜の空孔率は、積層膜の通気性の観点から、80%以上が好ましく、81%以上がより好ましく、82%以上が更に好ましく、83%以上が更により好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の空孔率は、生物学的粒子の分離率を高める観点から、90%以下が好ましく、89%以下がより好ましく、88%以下が更に好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の空孔率は、生物学的粒子の分離率を高める観点から、90%以下が好ましく、89%以下がより好ましく、88%以下が更に好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の空孔率は、下記の算出方法により求める。
即ち、ポリオレフィン微多孔膜の構成材料1、構成材料2、構成材料3、…、構成材料nについて、各構成材料の質量がW1、W2、W3、…、Wn(g/cm2)であり、各構成材料の真密度がd1、d2、d3、…、dn(g/cm3)であり、膜厚をt(cm)としたとき、空孔率ε(%)は下記の数式により求められる。
即ち、ポリオレフィン微多孔膜の構成材料1、構成材料2、構成材料3、…、構成材料nについて、各構成材料の質量がW1、W2、W3、…、Wn(g/cm2)であり、各構成材料の真密度がd1、d2、d3、…、dn(g/cm3)であり、膜厚をt(cm)としたとき、空孔率ε(%)は下記の数式により求められる。
ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径は、通気性の観点から、100nm以上が好ましく、110nm以上がより好ましく、120nm以上が更に好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径は、生物学的粒子の分離率を高める観点から、600nm以下が好ましく、550nm以下がより好ましく、500nm以下が更に好ましく、450nm以下が更により好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径は、例えば、パームポロメータ(PMI社、型式:CFP-1200-AEXL)を用いて、浸液にPMI社製のガルウィック(表面張力15.9dyn/cm)を用いて、ASTM E1294-89に従ってハーフドライ法で測定した値である。ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径が100nm以下である場合、フッ素系不活性液体を用いて平均孔径を測定することが好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径は、生物学的粒子の分離率を高める観点から、600nm以下が好ましく、550nm以下がより好ましく、500nm以下が更に好ましく、450nm以下が更により好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径は、例えば、パームポロメータ(PMI社、型式:CFP-1200-AEXL)を用いて、浸液にPMI社製のガルウィック(表面張力15.9dyn/cm)を用いて、ASTM E1294-89に従ってハーフドライ法で測定した値である。ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径が100nm以下である場合、フッ素系不活性液体を用いて平均孔径を測定することが好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜のガーレ値は、生物学的粒子の分離率を高める観点から、2秒/100mL以上が好ましく、3秒/100mL以上がより好ましく、5秒/100mL以上が更に好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜のガーレ値は、通気性の観点から、100秒/100mL以下が好ましく、90秒/100mL以下がより好ましく、80秒/100mL以下が更に好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜のガーレ値は、JIS P8117:2009に従って測定した値である。
ポリオレフィン微多孔膜のガーレ値は、通気性の観点から、100秒/100mL以下が好ましく、90秒/100mL以下がより好ましく、80秒/100mL以下が更に好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜のガーレ値は、JIS P8117:2009に従って測定した値である。
ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンの重量平均分子量(Mw)は、50万~500万が好ましい。ポリオレフィンのMwが50万以上であると、微多孔膜に十分な力学特性を付与できる。ポリオレフィンのMwが500万以下であると、微多孔膜の成形がしやすい。
ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリエチレンの重量平均分子量(Mw)は、微多孔膜の多孔質構造を緻密化する観点から、80万以上が好ましく、90万以上がより好ましく、100万以上が更に好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリエチレンの重量平均分子量(Mw)は、微多孔膜の空孔率を上げる観点から、280万以下が好ましく、250万以下がより好ましく、230万以下が更に好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリエチレンの重量平均分子量(Mw)は、微多孔膜の空孔率を上げる観点から、280万以下が好ましく、250万以下がより好ましく、230万以下が更に好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜を構成するポリオレフィン及びポリエチレンの重量平均分子量は、ポリオレフィン微多孔膜をo-ジクロロベンゼン中に加熱溶解し、ゲル浸透クロマトグラフィー(システム:Waters社製 Alliance GPC 2000型、カラム:GMH6-HT及びGMH6-HTL)により、カラム温度140℃、流速1.0mL/分の条件にて測定を行うことで得られる。分子量の校正には分子量単分散ポリスチレン(東ソー社製)を用いる。
ポリオレフィン微多孔膜の実施形態の一例として、ポリオレフィン組成物(本開示において、2種以上のポリオレフィンを含むポリオレフィンの混合物を意味し、含まれるポリオレフィンがポリエチレンのみである場合はポリエチレン組成物という。)を含む微多孔膜が挙げられる。ポリオレフィン組成物は、延伸時のフィブリル化に伴ってネットワーク構造を形成し、ポリオレフィン微多孔膜の空孔率を増加させる効用がある。
ポリオレフィン組成物としては、重量平均分子量が9×105以上である超高分子量ポリエチレンを、ポリオレフィンの総量に対して、5質量%~70質量%含むポリオレフィン組成物が好ましく、10質量%~65質量%含むポリオレフィン組成物がより好ましく、15質量%~60質量%含むポリオレフィン組成物が更に好ましい。
ポリオレフィン組成物は、重量平均分子量が9×105以上である超高分子量ポリエチレンと、重量平均分子量が2×105~8×105で密度が920kg/m3~960kg/m3である高密度ポリエチレンとが、質量比5:95~70:30(より好ましくは10:90~65:35、更に好ましくは15:85~60:40)で混合したポリオレフィン組成物であることが好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜の実施形態の一例として、親水化処理されたポリオレフィン微多孔膜が挙げられる。親水化処理されたポリオレフィン微多孔膜としては、例えば、表面が親水性化合物(例えば、エチレン-ビニルアルコール共重合体)で被覆されたポリオレフィン微多孔膜;親水性基を有するモノマーを表面に重合させたポリオレフィン微多孔膜;プラズマ処理又はコロナ処理を施したポリオレフィン微多孔膜;などが挙げられる。積層後に積層膜全体に親水化処理が施されてもよい。
[ポリオレフィン微多孔膜の製造方法]
ポリオレフィン微多孔膜は、例えば、下記の工程(I)~(IV)を含む製造方法で製造することができる。
ポリオレフィン微多孔膜は、例えば、下記の工程(I)~(IV)を含む製造方法で製造することができる。
工程(I):ポリオレフィン組成物と大気圧における沸点が210℃未満の揮発性の溶剤とを含む溶液を調製する工程。
工程(II):前記溶液を溶融混練し、得られた溶融混練物をダイから押し出し、冷却固化して第一のゲル状成形物を得る工程。
工程(III):前記第一のゲル状成形物を少なくとも一方向に延伸(一次延伸)し且つ溶剤の乾燥を行い第二のゲル状成形物を得る工程。
工程(IV):前記第二のゲル状成形物を少なくとも一方向に延伸(二次延伸)する工程。
工程(II):前記溶液を溶融混練し、得られた溶融混練物をダイから押し出し、冷却固化して第一のゲル状成形物を得る工程。
工程(III):前記第一のゲル状成形物を少なくとも一方向に延伸(一次延伸)し且つ溶剤の乾燥を行い第二のゲル状成形物を得る工程。
工程(IV):前記第二のゲル状成形物を少なくとも一方向に延伸(二次延伸)する工程。
工程(I)は、ポリオレフィン組成物と大気圧における沸点が210℃未満の揮発性の溶剤とを含む溶液を調製する工程である。前記溶液は、好ましくは熱可逆的ゾルゲル溶液であり、ポリオレフィン組成物を溶剤に加熱溶解させることによりゾル化させ、熱可逆的ゾルゲル溶液を調製する。大気圧における沸点が210℃未満の揮発性の溶剤としてはポリオレフィンを十分に溶解できる溶剤であれば特に限定されない。前記揮発性の溶剤としては、例えば、テトラリン(206℃~208℃)、エチレングリコール(197.3℃)、デカリン(デカヒドロナフタレン、187℃~196℃)、トルエン(110.6℃)、キシレン(138℃~144℃)、ジエチルトリアミン(107℃)、エチレンジアミン(116℃)、ジメチルスルホキシド(189℃)、ヘキサン(69℃)等が挙げられ、デカリン又はキシレンが好ましい(括弧内の温度は、大気圧における沸点である。)。前記揮発性の溶剤は、単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
工程(I)に使用するポリオレフィン組成物(本開示において、2種以上のポリオレフィンを含むポリオレフィンの混合物を意味し、含まれるポリオレフィンがポリエチレンのみである場合はポリエチレン組成物という。)は、ポリエチレンを含むことが好ましく、ポリエチレン組成物であることがより好ましい。
工程(I)において調製する溶液は、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を制御する観点から、ポリオレフィン組成物の濃度が10質量%~40質量%であることが好ましく、15質量%~35質量%であることがより好ましい。ポリオレフィン組成物の濃度が10質量%以上であると、ポリオレフィン微多孔膜の製膜工程において切断の発生を抑制することができ、また、ポリオレフィン微多孔膜の力学強度が高まりハンドリング性が向上する。ポリオレフィン組成物の濃度が40質量%以下であると、ポリオレフィン微多孔膜の空孔が形成されやすい。
工程(II)は、工程(I)で調製した溶液を溶融混練し、得られた溶融混練物をダイから押し出し、冷却固化して第一のゲル状成形物を得る工程である。工程(II)は、例えば、ポリオレフィン組成物の融点~融点+65℃の温度範囲においてダイから押し出して押出物を得、次いで前記押出物を冷却して第一のゲル状成形物を得る。第一のゲル状成形物はシート状に賦形することが好ましい。冷却は、水又は有機溶媒への浸漬によって行ってもよいし、冷却された金属ロールへの接触によって行ってもよく、一般的には工程(I)に使用した揮発性の溶剤への浸漬によって行われる。
工程(III)は、第一のゲル状成形物を少なくとも一方向に延伸(一次延伸)し且つ溶剤の乾燥を行い第二のゲル状成形物を得る工程である。工程(III)の延伸工程は、二軸延伸が好ましく、縦延伸と横延伸とを別々に実施する逐次二軸延伸でもよく、縦延伸と横延伸とを同時に実施する同時二軸延伸でもよい。一次延伸の延伸倍率(縦延伸倍率と横延伸倍率の積)は、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を制御する観点から、1.1倍~3倍が好ましく、1.1倍~2倍がより好ましい。一次延伸の延伸時の温度は75℃以下が好ましい。工程(III)の乾燥工程は第二のゲル状成形物が変形しない温度であれば特に制限なく実施されるが、60℃以下で行われることが好ましい。
工程(III)の延伸工程と乾燥工程とは、同時に行ってもよく、段階的に行ってもよい。例えば、予備乾燥しながら一次延伸し、次いで本乾燥を行ってもよいし、予備乾燥と本乾燥との間に一次延伸を行ってもよい。一次延伸は、乾燥を制御し、溶剤を好適な状態に残存させた状態でも行うことができる。
工程(IV)は、第二のゲル状成形物を少なくとも一方向に延伸(二次延伸)する工程である。工程(IV)の延伸工程は、二軸延伸が好ましい。工程(IV)の延伸工程は、縦延伸と横延伸とを別々に実施する逐次二軸延伸;縦延伸と横延伸とを同時に実施する同時二軸延伸;縦方向に複数回延伸した後に横方向に延伸する工程;縦方向に延伸し横方向に複数回延伸する工程;逐次二軸延伸した後にさらに縦方向及び/又は横方向に1回又は複数回延伸する工程;のいずれでもよい。
二次延伸の延伸倍率(縦延伸倍率と横延伸倍率の積)は、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を制御する観点から、好ましくは5倍~90倍であり、より好ましくは10倍~60倍である。二次延伸の延伸温度は、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を制御する観点から、90℃~135℃が好ましく、90℃~130℃がより好ましい。
工程(IV)に次いで熱固定処理を行ってもよい。熱固定温度は、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を制御する観点から、110℃~160℃が好ましく、120℃~150℃がより好ましい。
熱固定処理の後にさらに、ポリオレフィン微多孔膜に残存している溶媒の抽出処理とアニール処理とを行ってもよい。残存溶媒の抽出処理は、例えば、熱固定処理後のシートを塩化メチレン浴に浸漬させて、塩化メチレンに残存溶媒を溶出させることにより行う。塩化メチレン浴に浸漬したポリオレフィン微多孔膜は、塩化メチレン浴から引き揚げた後、塩化メチレンを乾燥によって除去することが好ましい。アニール処理は、残存溶媒の抽出処理の後に、ポリオレフィン微多孔膜を例えば100℃~140℃に加熱したローラー上を搬送することで行う。
工程(I)~(IV)の各条件を制御することにより、ポリオレフィン微多孔膜のバブルポイント及び空孔率を調整する。
[多孔質支持層]
多孔質支持層は、積層膜の強度を担保するための層である。多孔質支持層は、内部に空孔又は空隙を有し、一方の面から他方の面へと気体又は液体が通過可能な層である。
多孔質支持層は、積層膜の強度を担保するための層である。多孔質支持層は、内部に空孔又は空隙を有し、一方の面から他方の面へと気体又は液体が通過可能な層である。
多孔質支持層として、有機物又は無機物の繊維構造体が好適である。有機物の繊維構造体としては、例えば、熱可塑性繊維を主体とする不織布又は織編物が挙げられる。無機物の繊維構造体としては、例えば、ガラスファイバー不織布、スチールウール、セラミックス繊維等からなる電界紡糸繊維膜が挙げられる。
不織布、織編物、繊維膜は、2層以上の積層構造を備える構造体でもよい。不織布、織編物、繊維膜は、素材の種類、繊維の太さ、断面形状又は目付において、1種でもよく2種以上でもよい。
不織布、織編物、繊維膜は、2層以上の積層構造を備える構造体でもよい。不織布、織編物、繊維膜は、素材の種類、繊維の太さ、断面形状又は目付において、1種でもよく2種以上でもよい。
多孔質支持層としては、熱可塑性繊維を主体とする繊維構造体が好適であり、特に不織布が好適である。繊維構造体において、熱可塑性繊維は70質量%以上含まれることが好ましい。熱可塑性繊維としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステルアミド、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール等の樹脂で構成された繊維、これらの繊維の混合物が挙げられる。中でも、ポリオレフィン微多孔膜との良好な接合状態及び機械強度付与の観点から、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ナイロン、アクリル樹脂の繊維又はポリビニルアルコール系樹脂の繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種の繊維の構造体が好ましい。これらの繊維構造体の中でもポリエステル繊維構造体がより好ましい。ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)系樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)系樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)系樹脂、ポリトリメチレンナフタレート(PTN)系樹脂、ポリブチレンナフタレート(PBN)系樹脂、ポリエチレンイソフタレート系樹脂、全芳香族ポリエステル系樹脂等が挙げられる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。ナイロンとしては、例えば、ナイロン6、ナイロン6,6等が挙げられる。アクリル樹脂としては、例えば、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート等が挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂としては、例えば、エチレン-ビニルアルコール共重合体が挙げられる。
多孔質支持層が有機繊維構造体である場合、その有機繊維を構成する樹脂の融点は多孔質支持層に十分な耐熱性を持たせる観点から100℃以上が好ましく、150℃以上がより好ましく、200℃以上が更に好ましい。また樹脂から有機繊維構造体への加工容易性の観点からその有機繊維を構成する樹脂の融点は300℃以下が好ましく、280℃以下がより好ましく、260℃以下が更により好ましい。
多孔質支持層の目付は、多孔質支持層の剛性が高い観点から、50g/m2以上が好ましく、55g/m2以上がより好ましく、60g/m2以上が更に好ましい。
多孔質支持層の目付は、多孔質支持層の加工性(折り曲げたり、熱で溶着したり)に優れる観点から、150g/m2以下が好ましく、120g/m2以下がより好ましく、100g/m2以下が更に好ましい。
多孔質支持層の目付は、多孔質支持層の加工性(折り曲げたり、熱で溶着したり)に優れる観点から、150g/m2以下が好ましく、120g/m2以下がより好ましく、100g/m2以下が更に好ましい。
多孔質支持層の嵩密度は、多孔質支持層の剛性が高い観点から、0.20g/cm3以上が好ましく、0.25g/cm3以上がより好ましく、0.30g/cm3以上が更に好ましい。
多孔質支持層の嵩密度は、多孔質支持層の加工性(折り曲げたり、熱で溶着したり)に優れる観点から、0.50g/cm3以下が好ましく、0.48g/cm3以下がより好ましく、0.45g/cm3以下が更に好ましい。
多孔質支持層の嵩密度は、多孔質支持層の加工性(折り曲げたり、熱で溶着したり)に優れる観点から、0.50g/cm3以下が好ましく、0.48g/cm3以下がより好ましく、0.45g/cm3以下が更に好ましい。
多孔質支持層1層の厚さは、多孔質支持層の剛性が高い観点から、100μm以上が好ましく、120μm以上がより好ましく、140μm以上が更に好ましい。
多孔質支持層1層の厚さは、多孔質支持層の加工性(折り曲げたり、熱で溶着したり)に優れる観点から、240μm以下が好ましく、220μm以下がより好ましく、200μm以下が更に好ましい。
多孔質支持層の厚さは、膜厚計にて20点を測定し、これを平均することで求める。
多孔質支持層1層の厚さは、多孔質支持層の加工性(折り曲げたり、熱で溶着したり)に優れる観点から、240μm以下が好ましく、220μm以下がより好ましく、200μm以下が更に好ましい。
多孔質支持層の厚さは、膜厚計にて20点を測定し、これを平均することで求める。
不織布の製造方法として、繊維ウェブを形成し、繊維ウェブ内の繊維を結合させて不織布を得る製造方法が挙げられる。繊維ウェブの製造方法としては、例えば、カード法、エアレイ法、スパンボンド法、メルトブロー法等の乾式法;湿式抄紙法等の湿式法;静電紡糸法;などが挙げられる。湿式法は、繊維を水中に分散して均一な抄紙スラリーとし、この抄紙スラリーを材料にして、円網式、長網式、傾斜式等の抄紙方式の少なくとも1つを有する抄紙機を用いて繊維ウェブを得る方法である。繊維ウェブから不織布を製造する方法では、接着、融着及び絡合からなる群から選ばれる繊維結合方法によって、繊維を結合させる。不織布を加熱された金属ロールと弾性ロールとの間を通過させて、加熱加圧処理(熱カレンダー処理)を施すことも好ましい。
織編物の製造方法としては、一般的な熱可塑性繊維で実施されているように、フィラメント又は紡績糸から一般的な手法にて織編を行う。
織編物の製造方法としては、一般的な熱可塑性繊維で実施されているように、フィラメント又は紡績糸から一般的な手法にて織編を行う。
[接着部]
ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とは、熱可塑性樹脂を含む接着部で接着されている。熱可塑性樹脂を含む接着部は、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層の境界面に散在している。ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層の境界面に接着部が散在していることにより、積層膜の通気性が担保される。また、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層の境界面に接着部が散在していることにより、境界面において粒子が目詰まりを起こすことが抑制される。
ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とは、熱可塑性樹脂を含む接着部で接着されている。熱可塑性樹脂を含む接着部は、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層の境界面に散在している。ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層の境界面に接着部が散在していることにより、積層膜の通気性が担保される。また、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層の境界面に接着部が散在していることにより、境界面において粒子が目詰まりを起こすことが抑制される。
本開示において、「散在する」とは、接着部を構成する熱可塑性樹脂が、微多孔膜と多孔質支持層との間において、微多孔膜の全面を覆わない状態で、連続的又は非連続的に分散して存在している状態である。例えば、熱可塑性樹脂が点状、線状、繊維状、帯状、格子状、網状、又は3次元ネットワーク状等の形態で存在し、これらが熱融着及び/又は加圧により変形した形態をも含むものである。
接着部は、熱可塑性樹脂を含み、熱可塑性樹脂のみを含むことが好ましい。すなわち、
接着部は熱可塑性樹脂からなることが好ましい。
接着部は熱可塑性樹脂からなることが好ましい。
接着部に含まれる熱可塑性樹脂の融点は、流通させる気体又は液体の温度によって接着部が変形したり、接着部に含まれる成分が溶出したりすることを抑制する観点から、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、80℃以上が更に好ましい。
接着部に含まれる熱可塑性樹脂の融点は、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とを接着するために印加する熱の温度を抑え、ポリオレフィン微多孔膜及び多孔質支持層の変形を抑制する観点から、130℃以下が好ましく、125℃以下がより好ましく、120℃以下が更に好ましい。
接着部に含まれる熱可塑性樹脂が後述する融点の測定方法により、2つ以上の融点を有する場合には、融解ピークのエンタルピーの大なるピークに基づく融点値を代表値とする。
接着部に含まれる熱可塑性樹脂の融点は、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とを接着するために印加する熱の温度を抑え、ポリオレフィン微多孔膜及び多孔質支持層の変形を抑制する観点から、130℃以下が好ましく、125℃以下がより好ましく、120℃以下が更に好ましい。
接着部に含まれる熱可塑性樹脂が後述する融点の測定方法により、2つ以上の融点を有する場合には、融解ピークのエンタルピーの大なるピークに基づく融点値を代表値とする。
接着部に含まれる熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール等の樹脂が挙げられる。中でも、少なくともポリオレフィン微多孔膜と良好な接合状態を形成する観点から、ポリオレフィンが好ましい。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、ポリプロピレンとポリエチレンとの共重合体等が挙げられる。接着部に含まれる熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンと同じ種類のポリオレフィンであることが好ましい。例えば、ポリオレフィン微多孔膜がポリエチレン微多孔膜である場合、接着部に含まれる熱可塑性樹脂はポリエチレンであることが好ましい。
熱可塑性樹脂としては、融点が50℃~135℃のポリエチレンを好適に用いることができ、融点が80℃~130℃のポリエチレンを用いることが好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層の境界面を平面視したとき、接着部は、例えば、点状、線状、格子状、網状に散在している。接着部は、目視で確認できてもできなくてもよい。
接着部が点状であるとき、接着部の個数は、10cm四方当たり3,000個~15,000個であることが好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層の境界面を平面視したとき、接着部の総面積は、境界面の面積に対して、5%~80%であることが好ましい。
接着部が点状であるとき、接着部の個数は、10cm四方当たり3,000個~15,000個であることが好ましい。
ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層の境界面を平面視したとき、接着部の総面積は、境界面の面積に対して、5%~80%であることが好ましい。
接着部は、後述のように、例えば、粒子状、線状又は繊維状の熱可塑性樹脂を溶融させることにより形成することができる。溶着部は、例えば、熱可塑性樹脂の粉体(パウダー)、棒状物又は棒状物を複数結合したシート(例えば、格子状、網状等の孔を有する多孔シート)、ウェブ状又メッシュ状のシート等をポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層との間に配置溶融させることにより形成することができる。
[積層膜の製造方法]
本開示の積層膜は、例えば、下記の工程(a)~(c)を含む製造方法によって製造される。
本開示の積層膜は、例えば、下記の工程(a)~(c)を含む製造方法によって製造される。
工程(a):積層膜に含まれる第一の層の一方の面上に、熱可塑性樹脂を散在させて配置する工程。
工程(b):第一の層の面上に散在した熱可塑性樹脂の上に、積層膜に含まれる第二の層を重ね、積層体を作る工程。
工程(c):加熱装置に積層体を通過させ、熱可塑性樹脂を溶かし、第一の層と第二の層とを接着する工程。
工程(b):第一の層の面上に散在した熱可塑性樹脂の上に、積層膜に含まれる第二の層を重ね、積層体を作る工程。
工程(c):加熱装置に積層体を通過させ、熱可塑性樹脂を溶かし、第一の層と第二の層とを接着する工程。
第一の層は、ポリオレフィン微多孔膜及び多孔質支持層のいずれかである。第一の層がポリオレフィン微多孔膜である場合、第二の層は多孔質支持層であり、第一の層が多孔質支持層である場合、第二の層はポリオレフィン微多孔膜である。
工程(a)及び工程(b)は、積層膜の層数に応じて1回又は複数回行う。例えば、積層膜が3層からなる場合、1回目の工程(b)における第二の層が、2回目の工程(a)における第一の層である。
工程(a)において用いる熱可塑性樹脂は、第一の層と第二の層とを接着する接着剤として機能する。工程(a)において用いる熱可塑性樹脂は、粒子状、線状又は繊維状であることが好ましい。
熱可塑性樹脂の使用量は、第一の層の表面に対して、1g/m2~20g/m2であることが好ましい。
熱可塑性樹脂が第一の層の表面を覆う被覆率は、5%~80%であることが好ましい。
熱可塑性樹脂が第一の層の表面を覆う被覆率は、5%~80%であることが好ましい。
工程(c)における加熱装置は、例えば、加熱加圧ロール;加熱ロールと加圧ロール;加圧ロールを備えた加熱炉;である。
加熱装置の温度は、接着剤として機能する熱可塑性樹脂の融点-10℃より高く、且つ、ポリオレフィン微多孔膜に含まれるポリオレフィンの融点+10℃より低いことが好ましい。多孔質支持層が樹脂を含む場合は、加熱装置の温度は、多孔質支持層に含まれる樹脂の融点より低いことが好ましい。加熱装置の温度は、50℃~140℃が好ましく、60℃~135℃がより好ましく、70℃~130℃が更に好ましい。加熱装置による熱印加の時間は、接着剤として機能する熱可塑性樹脂が十分に溶融する時間とする。
加熱装置がロール部材を備える場合は、ロール部材が印加する圧力を、ポリオレフィン微多孔膜の多孔質構造を閉塞させない範囲に設定する。
以下に実施例を挙げて、本開示の積層膜をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理手順等は、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本開示の積層膜の範囲は、以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきではない。
以下の説明において、合成、処理、製造などは、特に断りのない限り、室温(25℃±3℃)で行った。
<測定方法、評価方法>
実施例及び比較例に適用した測定方法及び評価方法は、以下のとおりである。
実施例及び比較例に適用した測定方法及び評価方法は、以下のとおりである。
[ポリオレフィン微多孔膜の平均厚さ]
ポリオレフィン微多孔膜の平均厚さは、接触式の膜厚計(株式会社ミツトヨ)にて20点測定し、これを平均することで求めた。接触端子は底面が直径0.5cmの円柱状の端子を用いた。測定圧は0.1Nとした。
ポリオレフィン微多孔膜の平均厚さは、接触式の膜厚計(株式会社ミツトヨ)にて20点測定し、これを平均することで求めた。接触端子は底面が直径0.5cmの円柱状の端子を用いた。測定圧は0.1Nとした。
[ポリオレフィン微多孔膜の空孔率]
ポリオレフィン微多孔膜の空孔率は、下記の式から求めた。ここに、ポリオレフィン微多孔膜の構成材料1、構成材料2、構成材料3、…、構成材料nについて、各構成材料の質量がW1、W2、W3、…、Wn(g/cm2)であり、各構成材料の真密度がd1、d2、d3、…、dn(g/cm3)であり、ポリオレフィン微多孔膜の平均厚さがt(cm)である。
ポリオレフィン微多孔膜の空孔率は、下記の式から求めた。ここに、ポリオレフィン微多孔膜の構成材料1、構成材料2、構成材料3、…、構成材料nについて、各構成材料の質量がW1、W2、W3、…、Wn(g/cm2)であり、各構成材料の真密度がd1、d2、d3、…、dn(g/cm3)であり、ポリオレフィン微多孔膜の平均厚さがt(cm)である。
[多孔質支持層の目付]
多孔質支持層の目付は、積層前の多孔質支持層を10cm×10cmの正方形に切り出した試料の質量を測定し、試料の質量を面積(100cm2)で割ることで求めた。
多孔質支持層の目付は、積層前の多孔質支持層を10cm×10cmの正方形に切り出した試料の質量を測定し、試料の質量を面積(100cm2)で割ることで求めた。
[多孔質支持層の嵩密度]
多孔質支持層の嵩密度は、積層前の多孔質支持層を10cm×10cmの正方形に切り出した試料の質量及び厚さを測定し、試料の質量を厚さ及び面積(100cm2)で割ることで求めた。厚さは、Digimatic Micrometer(株式会社ミツトヨ、型番:MDC-25MJ)にて20点測定し、これを平均することで求めた。
多孔質支持層の嵩密度は、積層前の多孔質支持層を10cm×10cmの正方形に切り出した試料の質量及び厚さを測定し、試料の質量を厚さ及び面積(100cm2)で割ることで求めた。厚さは、Digimatic Micrometer(株式会社ミツトヨ、型番:MDC-25MJ)にて20点測定し、これを平均することで求めた。
[積層膜のガーレ値]
積層膜のガーレ値は、JIS P8117:2009に従い、ガーレ式デンソメータ(株式会社東洋精機製作所、型番:G-B2C)を用いて測定した。
積層膜のガーレ値は、JIS P8117:2009に従い、ガーレ式デンソメータ(株式会社東洋精機製作所、型番:G-B2C)を用いて測定した。
[融点]
JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に従って得たDSC(Differential Scanning Calorimetry)曲線の「融解ピーク温度」を融点とした。
JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に従って得たDSC(Differential Scanning Calorimetry)曲線の「融解ピーク温度」を融点とした。
[重量平均分子量]
ポリオレフィン微多孔膜を構成するポリオレフィン及びポリエチレンの重量平均分子量は、ポリオレフィン微多孔膜をo-ジクロロベンゼン中に加熱溶解し、ゲル浸透クロマトグラフィー(システム:Waters社製 Alliance GPC 2000型、カラム:GMH6-HT及びGMH6-HTL)により、カラム温度140℃、流速1.0mL/分の条件にて測定を行うことで得た。分子量の校正には分子量単分散ポリスチレン(東ソー社製)を用いた。
ポリオレフィン微多孔膜を構成するポリオレフィン及びポリエチレンの重量平均分子量は、ポリオレフィン微多孔膜をo-ジクロロベンゼン中に加熱溶解し、ゲル浸透クロマトグラフィー(システム:Waters社製 Alliance GPC 2000型、カラム:GMH6-HT及びGMH6-HTL)により、カラム温度140℃、流速1.0mL/分の条件にて測定を行うことで得た。分子量の校正には分子量単分散ポリスチレン(東ソー社製)を用いた。
[ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径]
ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径は、パームポロメータ(PMI社、型式:CFP-1200-AEXL)を用いて、浸液にPMI社製のガルウィック(表面張力15.9dyn/cm)を用いて、ASTM E1294-89に従ってハーフドライ法で測定した。
ポリオレフィン微多孔膜の平均孔径は、パームポロメータ(PMI社、型式:CFP-1200-AEXL)を用いて、浸液にPMI社製のガルウィック(表面張力15.9dyn/cm)を用いて、ASTM E1294-89に従ってハーフドライ法で測定した。
[熱可塑性樹脂量]
熱可塑性樹脂量(平面視における積層膜の単位面積当たりの熱可塑性樹脂の質量)は、以下のようにして求めた。積層前のポリオレフィン微多孔膜、積層前の多孔質支持層、及び積層膜をそれぞれ10cm×10cmの正方形に切り出した試料の質量を測定し、試料の質量を面積(100cm2)で割ることで目付を求めた。積層膜の目付から積層前のポリオレフィン微多孔膜の目付と積層前の多孔質支持層の目付との和を引くことで、熱可塑性樹脂量を求めた。
熱可塑性樹脂量(平面視における積層膜の単位面積当たりの熱可塑性樹脂の質量)は、以下のようにして求めた。積層前のポリオレフィン微多孔膜、積層前の多孔質支持層、及び積層膜をそれぞれ10cm×10cmの正方形に切り出した試料の質量を測定し、試料の質量を面積(100cm2)で割ることで目付を求めた。積層膜の目付から積層前のポリオレフィン微多孔膜の目付と積層前の多孔質支持層の目付との和を引くことで、熱可塑性樹脂量を求めた。
[バクテリア分離性能]
下記の用具を用意した。
・オイルレスエアーコンプレッサー、型番:ACP-10A、株式会社高儀。以下「エアコンプレッサー」という。
・ラボテスト用ベビータンク、型番:BT-700S、アドバンテック。以下「加圧タンク」という。
・ステンレスラインホルダー、型番:KS-47、アドバンテック。以下「ホルダー」という。
・孔径0.22μmのメンブレンフィルター、型番:A020B025A、アドバンテック。以下「メンブレンフィルター」という。
下記の用具を用意した。
・オイルレスエアーコンプレッサー、型番:ACP-10A、株式会社高儀。以下「エアコンプレッサー」という。
・ラボテスト用ベビータンク、型番:BT-700S、アドバンテック。以下「加圧タンク」という。
・ステンレスラインホルダー、型番:KS-47、アドバンテック。以下「ホルダー」という。
・孔径0.22μmのメンブレンフィルター、型番:A020B025A、アドバンテック。以下「メンブレンフィルター」という。
積層膜を直径47mmの円形に切り出し、これを試料とした。試料をエタノールに浸漬したのち、ポリオレフィン微多孔膜が露出している面を上流に向けて、ホルダー内部に設置した。
以下の(1)~(5)を行い、LRV(Logarithmic Reduction Value)を求めた。
(1)試験菌液の調製
試験菌をTSA培地に播き温度30℃で24時間培養した。発育したコロニーを10mLのTSB培地に懸濁し、温度30℃で24時間培養した。この培養液2mLを1000mLの加塩乳糖ブイヨン培地に滴下し、温度30℃で24時間培養した。この培養液を生理食塩液で10倍希釈し、よく混合して試験菌液とした。
(2)試験菌液の菌数測定
試験菌液を生理食塩液で10倍まで段階希釈した。試験菌液または希釈液それぞれ0.1mLをSA培地に塗抹し、温度30℃で48時間培養し、発育したコロニーの個数を数えた。計測したコロニーの個数から、試験菌液500mLあたりの菌数を求めた。
(3)バクテリアの分離操作
約550mLの試験菌液を入れた加圧タンクにエアコンプレッサーを接続し、弁を閉じた。エアコンプレッサーから圧縮空気を送り、加圧タンク内を0.21MPaに加圧した。弁を開き、試験菌液の全量を、試料を設置したホルダーを通過させ、採水容器に回収した。試験菌液全量がホルダーを通過した後、エアコンプレッサーによる加圧を止めて、加圧タンク内を大気圧に戻した。以下、採水容器に回収した液を「処理液」という。
(4)処理液中の菌数測定
処理液のうち50mL及び450mLをそれぞれメンブレンフィルターで濾過した。試験菌は、メンブレンフィルターを通過困難な大きさであるので、ほとんどがメンブレンフィルター上に残留する。処理液を濾過した後のメンブレンフィルターをSA培地に貼り付け、温度30℃で3日間培養後、発育したコロニーの個数を数えた。計測したコロニーの個数から、処理液500mLあたりの菌数を求めた。
(5)LRVの算出
下記の式からLRVを算出した。
LRV=log10(試験菌液500mLあたりの菌数/処理液500mLあたりの菌数)
LRV6以上をバクテリア分離性能に優れると判断した。
(1)試験菌液の調製
試験菌をTSA培地に播き温度30℃で24時間培養した。発育したコロニーを10mLのTSB培地に懸濁し、温度30℃で24時間培養した。この培養液2mLを1000mLの加塩乳糖ブイヨン培地に滴下し、温度30℃で24時間培養した。この培養液を生理食塩液で10倍希釈し、よく混合して試験菌液とした。
(2)試験菌液の菌数測定
試験菌液を生理食塩液で10倍まで段階希釈した。試験菌液または希釈液それぞれ0.1mLをSA培地に塗抹し、温度30℃で48時間培養し、発育したコロニーの個数を数えた。計測したコロニーの個数から、試験菌液500mLあたりの菌数を求めた。
(3)バクテリアの分離操作
約550mLの試験菌液を入れた加圧タンクにエアコンプレッサーを接続し、弁を閉じた。エアコンプレッサーから圧縮空気を送り、加圧タンク内を0.21MPaに加圧した。弁を開き、試験菌液の全量を、試料を設置したホルダーを通過させ、採水容器に回収した。試験菌液全量がホルダーを通過した後、エアコンプレッサーによる加圧を止めて、加圧タンク内を大気圧に戻した。以下、採水容器に回収した液を「処理液」という。
(4)処理液中の菌数測定
処理液のうち50mL及び450mLをそれぞれメンブレンフィルターで濾過した。試験菌は、メンブレンフィルターを通過困難な大きさであるので、ほとんどがメンブレンフィルター上に残留する。処理液を濾過した後のメンブレンフィルターをSA培地に貼り付け、温度30℃で3日間培養後、発育したコロニーの個数を数えた。計測したコロニーの個数から、処理液500mLあたりの菌数を求めた。
(5)LRVの算出
下記の式からLRVを算出した。
LRV=log10(試験菌液500mLあたりの菌数/処理液500mLあたりの菌数)
LRV6以上をバクテリア分離性能に優れると判断した。
[初期圧力損失]
積層膜を切り出し、ポリオレフィン微多孔膜が露出している面を上流に向けて、有効開口直径40mmのホルダーに設置した。空気を流量5.3cm/秒でホルダーに通過させて、積層膜の上流下流の圧力差(kPa)を微差圧計にて測定し、初期圧力損失とした。
評価基準は以下の通りである。実用レベルはA及びBであり、初期圧力損失に優れる、すなわち、通気性に優れると判定した。
-評価基準-
A:初期圧力損失が10kPa未満である。
B:初期圧力損失が10kPa以上40kPa未満である。
C:初期圧力損失が40kPa以上である。
積層膜を切り出し、ポリオレフィン微多孔膜が露出している面を上流に向けて、有効開口直径40mmのホルダーに設置した。空気を流量5.3cm/秒でホルダーに通過させて、積層膜の上流下流の圧力差(kPa)を微差圧計にて測定し、初期圧力損失とした。
評価基準は以下の通りである。実用レベルはA及びBであり、初期圧力損失に優れる、すなわち、通気性に優れると判定した。
-評価基準-
A:初期圧力損失が10kPa未満である。
B:初期圧力損失が10kPa以上40kPa未満である。
C:初期圧力損失が40kPa以上である。
[溶出物低減性能]
積層膜を切り出して熱分解装置で600℃に加熱し、ガスクロマトグラフ質量分析計(島津製GCMS-QP2010 SE)にて発生したガス中の酢酸量を測定した。検出された酢酸量が100ppm以上である場合は、溶出物低減性能が劣る(「F」)と判定し、100ppm未満である場合は、溶出物低減性能が優れる(「P」)と判定した。
積層膜を切り出して熱分解装置で600℃に加熱し、ガスクロマトグラフ質量分析計(島津製GCMS-QP2010 SE)にて発生したガス中の酢酸量を測定した。検出された酢酸量が100ppm以上である場合は、溶出物低減性能が劣る(「F」)と判定し、100ppm未満である場合は、溶出物低減性能が優れる(「P」)と判定した。
<積層膜の製造>
[実施例1]
-ポリエチレン微多孔膜の作製-
重量平均分子量460万の超高分子量ポリエチレン(以下「UHMWPE」という。)3.75質量部と、重量平均分子量56万且つ密度950kg/m3の高密度ポリエチレン(以下「HDPE」という。)21.25質量部とを混合したポリエチレン組成物を用意した。ポリマー濃度が25質量%となるようにポリエチレン組成物とデカリンとを混合しポリエチレン溶液を調製した。
[実施例1]
-ポリエチレン微多孔膜の作製-
重量平均分子量460万の超高分子量ポリエチレン(以下「UHMWPE」という。)3.75質量部と、重量平均分子量56万且つ密度950kg/m3の高密度ポリエチレン(以下「HDPE」という。)21.25質量部とを混合したポリエチレン組成物を用意した。ポリマー濃度が25質量%となるようにポリエチレン組成物とデカリンとを混合しポリエチレン溶液を調製した。
上記のポリエチレン溶液を温度136℃でダイからシート状に押出し、次いで押出物を水温20℃の水浴中で冷却し、第一のゲル状シートを得た。
第一のゲル状シートを70℃の温度雰囲気下にて10分間予備乾燥し、次いで、MD方向に1.2倍で一次延伸をし、次いで、本乾燥を57℃の温度雰囲気下にて5分間行って、第二のゲル状シート(ベーステープ)を得た(第二のゲル状シート中の溶剤の残留量は1質量%未満とした。)。次いで二次延伸として、第二のゲル状シート(ベーステープ)をMD方向に温度90℃にて倍率4倍で延伸し、続いてTD方向に温度125℃にて倍率10倍で延伸し、その後直ちに142℃で熱処理(熱固定)を行った。
熱固定後のシートを、2槽に分かれた塩化メチレン浴にそれぞれ30秒間ずつ連続して浸漬させながら、シート中のデカリンを抽出した。シートを塩化メチレン浴から搬出した後、40℃の温度雰囲気下で塩化メチレンを乾燥除去した。こうして、ポリエチレン微多孔膜を得た。ポリエチレンの重量平均分子量は102万であった。
-ポリエチレン微多孔膜とポリエステル不織布の積層-
多孔質支持層として、表1に記載の目付及び嵩密度を有するポリエステル不織布(PET不織布)を用意した。ポリエステル不織布の一方の面上に融点105℃のポリエチレンパウダー(粒径:30μm~600μm)を1m2当たり5g散布し、ポリエチレン微多孔膜を重ね、加熱加圧ロールにて温度100℃を印加し、ポリエチレン微多孔膜とポリエステル不織布とを接着した。
多孔質支持層として、表1に記載の目付及び嵩密度を有するポリエステル不織布(PET不織布)を用意した。ポリエステル不織布の一方の面上に融点105℃のポリエチレンパウダー(粒径:30μm~600μm)を1m2当たり5g散布し、ポリエチレン微多孔膜を重ね、加熱加圧ロールにて温度100℃を印加し、ポリエチレン微多孔膜とポリエステル不織布とを接着した。
ポリエチレン微多孔膜とポリエステル不織布の接着後、ポリエステル不織布側から光を当ててポリエチレン微多孔膜側から観察すると接着部を確認することができ、散在した点状の接着部により微多孔膜と不織布とが接着されていた。このように、ポリオレフィン微多孔膜と多孔質支持層とが、熱可塑性樹脂を含む散在する接着部で接着されていることが確認された。
また、以下に説明する実施例2~実施例10についても同様に散在する接着部が確認された。
また、以下に説明する実施例2~実施例10についても同様に散在する接着部が確認された。
[実施例2~10、比較例1~3]
-ポリオレフィン微多孔膜の作製-
ポリエチレンの重量平均分子量が表1に記載の値になるようにUHMWPEとHDPEの混合比を変え、製造工程の各条件を制御することにより、表1に記載の物性を有するポリエチレン微多孔膜を製造した。実施例8においては、ポリエチレンに代えてポリプロピレンを用いてポリプロピレン微多孔膜を製造した。
-ポリオレフィン微多孔膜の作製-
ポリエチレンの重量平均分子量が表1に記載の値になるようにUHMWPEとHDPEの混合比を変え、製造工程の各条件を制御することにより、表1に記載の物性を有するポリエチレン微多孔膜を製造した。実施例8においては、ポリエチレンに代えてポリプロピレンを用いてポリプロピレン微多孔膜を製造した。
-ポリオレフィン微多孔膜と不織布の積層-
表1に記載の仕様のとおり、ポリエチレン微多孔膜又はポリプロピレン微多孔膜と、ポリエステル不織布又はポリプロピレン不織布とを、ポリエチレンパウダー、ポリエチレンウェブ又はポリエチレンテレフタレートウェブを用いて接着した。ポリエチレンパウダー、ポリエチレンウェブ及びポリエチレンテレフタレートウェブの融点は表1に記載の通りである。実施例3の接着用熱可塑性樹脂においては、融点53℃のピークが融解エンタルピーが大なるピークであり、融点82℃のピークが融解エンタルピーが小なるピークである。比較例1においては、ポリエチレンパウダー、ポリエチレンウェブ及びポリエチレンテレフタレートウェブに代えてヒートシールを用いた。比較例2においては、ポリエチレンパウダー、ポリエチレンウェブ及びポリエチレンテレフタレートウェブに代えて酢酸ビニル樹脂系接着剤を用いた。
ポリエチレンウェブ及びポリエチレンテレフタレートウェブとして、表1に記載の熱可塑性樹脂量を目付とするウェブ状(不織布状)の熱可塑性樹脂を用いた。
表1に記載の仕様のとおり、ポリエチレン微多孔膜又はポリプロピレン微多孔膜と、ポリエステル不織布又はポリプロピレン不織布とを、ポリエチレンパウダー、ポリエチレンウェブ又はポリエチレンテレフタレートウェブを用いて接着した。ポリエチレンパウダー、ポリエチレンウェブ及びポリエチレンテレフタレートウェブの融点は表1に記載の通りである。実施例3の接着用熱可塑性樹脂においては、融点53℃のピークが融解エンタルピーが大なるピークであり、融点82℃のピークが融解エンタルピーが小なるピークである。比較例1においては、ポリエチレンパウダー、ポリエチレンウェブ及びポリエチレンテレフタレートウェブに代えてヒートシールを用いた。比較例2においては、ポリエチレンパウダー、ポリエチレンウェブ及びポリエチレンテレフタレートウェブに代えて酢酸ビニル樹脂系接着剤を用いた。
ポリエチレンウェブ及びポリエチレンテレフタレートウェブとして、表1に記載の熱可塑性樹脂量を目付とするウェブ状(不織布状)の熱可塑性樹脂を用いた。
表1中の略号は下記の意味である。
・Mw:重量平均分子量
・BP:バブルポイント
・LRV:Logarithmic Reduction Value
・PE:ポリエチレン
・PP:ポリプロピレン
・PET:ポリエチレンテレフタレート
・Mw:重量平均分子量
・BP:バブルポイント
・LRV:Logarithmic Reduction Value
・PE:ポリエチレン
・PP:ポリプロピレン
・PET:ポリエチレンテレフタレート
2021年8月10日に出願された日本国特許出願2021-130800の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (13)
- ポリオレフィンを含む微多孔膜と、多孔質支持層と、を有し、
前記微多孔膜と前記多孔質支持層とが、熱可塑性樹脂を含む散在する接着部で接着されており、
前記熱可塑性樹脂の融点が、前記ポリオレフィンの融点より低い、
積層膜。 - 前記熱可塑性樹脂が、融点が50℃~135℃のポリエチレンである、請求項1に記載の積層膜。
- 前記微多孔膜がポリエチレンを含む、請求項1又は請求項2に記載の積層膜。
- 前記微多孔膜に含まれるポリエチレンの重量平均分子量が80万~280万である、請求項3に記載の積層膜。
- 前記微多孔膜の平均孔径が100nm~600nmである、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の積層膜。
- 前記微多孔膜の空孔率が80%~90%である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の積層膜。
- 前記微多孔膜の平均厚さが10μm~110μmである、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の積層膜。
- 前記多孔質支持層が樹脂を含み、前記熱可塑性樹脂の融点が、前記樹脂の融点より低い、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の積層膜。
- 前記多孔質支持層がポリエステル繊維構造体である、請求項8に記載の積層膜。
- 前記多孔質支持層の目付が50g/m2~150g/m2である、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の積層膜。
- 前記多孔質支持層の嵩密度が0.20g/cm3~0.50g/cm3である、請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の積層膜。
- 前記積層膜のガーレ値が5秒/100mL~100秒/100mLである、請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の積層膜。
- 平面視における単位面積当たりの前記熱可塑性樹脂の質量が2g/m2~30g/m2である、請求項1~請求項12のいずれか1項に記載の積層膜。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021130800A JP2023025508A (ja) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | 積層膜 |
JP2021-130800 | 2021-08-10 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2023017783A1 true WO2023017783A1 (ja) | 2023-02-16 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2022/030001 WO2023017783A1 (ja) | 2021-08-10 | 2022-08-04 | 積層膜 |
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WO (1) | WO2023017783A1 (ja) |
Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JPH0747633A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-02-21 | Mitsubishi Chem Corp | 積層体 |
JPH1066847A (ja) * | 1996-08-29 | 1998-03-10 | Teijin Ltd | 多孔性濾過膜及び該濾過膜を用いた膜モジュール |
JP2007136690A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Tokuyama Corp | 複合シート |
JP2010184451A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Fukuvi Chem Ind Co Ltd | 建材用透湿防水シート |
JP2017522210A (ja) * | 2014-07-18 | 2017-08-10 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーE.I.Du Pont De Nemours And Company | 通気性防護衣 |
-
2021
- 2021-08-10 JP JP2021130800A patent/JP2023025508A/ja active Pending
-
2022
- 2022-08-04 WO PCT/JP2022/030001 patent/WO2023017783A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
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JPH0747633A (ja) * | 1993-08-09 | 1995-02-21 | Mitsubishi Chem Corp | 積層体 |
JPH1066847A (ja) * | 1996-08-29 | 1998-03-10 | Teijin Ltd | 多孔性濾過膜及び該濾過膜を用いた膜モジュール |
JP2007136690A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Tokuyama Corp | 複合シート |
JP2010184451A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Fukuvi Chem Ind Co Ltd | 建材用透湿防水シート |
JP2017522210A (ja) * | 2014-07-18 | 2017-08-10 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーE.I.Du Pont De Nemours And Company | 通気性防護衣 |
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JP2023025508A (ja) | 2023-02-22 |
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