WO2025249338A1 - 多孔質フィルム、多孔質フィルムの製造方法、通気部材及び部材供給用シート - Google Patents
多孔質フィルム、多孔質フィルムの製造方法、通気部材及び部材供給用シートInfo
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Definitions
- the present invention relates to a porous film, a method for manufacturing a porous film, a ventilation member, and a member supply sheet.
- Fluororesin porous films are used in a variety of applications, including filters, sound-permeable membranes, air-permeable membranes, and diaphragms. Fluorine-free porous films have also been proposed for use in these applications.
- Patent Document 1 discloses a microporous biaxially stretched film for use as a separator in a lithium-ion secondary battery.
- the biaxially stretched olefin resin microporous film has micropores, contains an olefin resin, has a puncture strength of 0.7 N or more, and has an air permeability of 75 to 400 s/100 mL.
- Porous films used to ensure ventilation through openings in smartphone housings and the like while preventing the penetration of foreign matter through those openings are required to have high breathability in addition to water resistance. According to the inventors' research, fluorine-free porous films are prone to having their pores blocked during production, resulting in reduced breathability.
- the present invention therefore aims to provide a fluorine-free porous film suitable for improving breathability, a method for manufacturing the porous film, a ventilation member, and a member supply sheet.
- the present invention provides A porous film containing a fluorine-free thermoplastic resin as a main component, In an image of a cross section of the porous film parallel to the thickness direction observed with a scanning electron microscope, when a range from 1/3 to 2/3 of the porous film starting from one end of the porous film along the thickness direction is defined as the central part of the porous film, the ratio of the porosity of the central part to the porosity of the entire porous film is 90% or more. porous film, to provide.
- the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device comprising: It contains fluorine-free thermoplastic resin as its main component, Gurley air permeability is 20 seconds/100 mL or less; porous film, to provide.
- the present invention provides kneading a mixture containing a fluorine-free thermoplastic resin and a plasticizer using a twin-screw extruder, and then extruding the kneaded mixture; obtaining a molded body while cooling the extruded kneaded material; stretching the molded body to obtain a sheet body; removing the plasticizer from the sheet body;
- the specific energy of the twin-screw extruder is 0.5 kWh/kg or more.
- the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device comprising: The porous film of the present invention; An adhesive layer bonded to the porous film, Ventilation member, to provide.
- the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device comprising: A member supply sheet including: a ventilation member to be placed on a surface of an object having an opening; and a base sheet having the ventilation member placed on a surface thereof,
- the ventilation member is a porous film having a shape that covers the opening when placed on the surface; an adhesive layer bonded to the porous film,
- the porous film is the porous film of the present invention.
- Material supply sheet to provide.
- the present invention provides a fluorine-free porous film suitable for improving breathability, a method for manufacturing the porous film, a ventilation member, and a member supply sheet.
- FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the porous film of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of an image of a cross section of the porous film of FIG. 1 observed with a scanning electron microscope (SEM).
- FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of the film member of the present invention.
- FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a first modification of the film member of FIG.
- FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a second modified example (rolled body) of the film member of FIG.
- FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of the ventilation member of the present invention.
- FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the porous film of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of an image of a cross section of the porous film of FIG. 1 observed with a scanning electron microscope (SEM).
- FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a first modification of the ventilation member of FIG. 6.
- FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing a second modification of the ventilation member of FIG. 6.
- FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a third modification of the ventilation member of FIG. 6.
- FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a fourth modification of the ventilation member of FIG. 6.
- FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a fifth modification of the ventilation member of FIG. 6.
- FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing an example of the member supplying sheet of the present invention.
- FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing a first modification of the member supplying sheet of FIG.
- FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a second modification of the member supplying sheet of FIG.
- FIG. 15A is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Example 1.
- FIG. 15B is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the surface of the porous film of Example 1.
- FIG. 16A is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Example 2.
- FIG. 16B is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the surface of the porous film of Example 2.
- FIG. 17A is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Example 3.
- FIG. 17B is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the surface of the porous film of Example 3.
- FIG. 18A is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Comparative Example 1.
- FIG. 18B is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the surface of the porous film of Comparative Example 1.
- FIG. 19A is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Comparative Example 2.
- FIG. 19B is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the surface of the porous film of Comparative Example 2.
- FIG. 20 is a diagram for explaining how to determine the distance between nodes of the porous film of FIG.
- the porous film according to the first aspect of the present invention is A porous film containing a fluorine-free thermoplastic resin as a main component, In an image of a cross section of the porous film parallel to the thickness direction observed with a scanning electron microscope, when the range from 1/3 to 2/3 of the way along the thickness direction starting from one end of the porous film is defined as the central part of the porous film, the ratio of the porosity of the central part to the porosity of the entire porous film is 90% or more.
- the weight-average molecular weight of the thermoplastic resin in the porous film is 330,000 or less.
- thermoplastic resin is a polyolefin resin.
- the porous film according to any one of the first to third aspects is a stretched film.
- the pores have an equivalent circle diameter of 1.5 ⁇ m or more.
- the Feret diameter of the pores is 2.1 ⁇ m or more.
- the porous film according to the seventh aspect of the present invention is It contains fluorine-free thermoplastic resin as its main component,
- Gurley air permeability is 20 seconds/100 mL or less.
- the porous film according to the seventh aspect has a water pressure resistance of 0.08 MPa or more.
- a method for producing a porous film according to a ninth aspect of the present invention includes: kneading a mixture containing a fluorine-free thermoplastic resin and a plasticizer using a twin-screw extruder, and then extruding the kneaded mixture; obtaining a molded body while cooling the extruded kneaded material; stretching the molded body to obtain a sheet body; removing the plasticizer from the sheet body;
- the specific energy of the twin-screw extruder is 0.5 kWh/kg or more.
- a ventilation member according to a tenth aspect of the present invention comprises: For example, a porous film according to any one of the first to eighth aspects; and an adhesive layer bonded to the porous film.
- a member supply sheet comprises: A member supply sheet including: a ventilation member to be placed on a surface of an object having an opening; and a base sheet having the ventilation member placed on a surface thereof,
- the ventilation member is a porous film having a shape that covers the opening when placed on the surface; an adhesive layer bonded to the porous film,
- the porous film is, for example, the porous film according to any one of the first to eighth aspects.
- FIG. 1 An example of the porous film of the present invention is shown in Figure 1.
- the porous film 1 in Figure 1 contains a fluorine-free thermoplastic resin as a main component.
- main component means the component that is contained in the porous film 1 in the largest amount by weight.
- the porous film 1 has a first main surface 1a and a second main surface 1b.
- Figure 2 is a schematic diagram showing an example of an image of a cross section of the porous film 1 parallel to the thickness direction T, observed with a scanning electron microscope (SEM).
- SEM scanning electron microscope
- the range from 1/3 to 2/3 of the way along the thickness direction T, starting from one end of the porous film 1 is defined as the central portion 100b of the porous film 1.
- the ratio R (Pb/Pa x 100) of the porosity Pb of the central portion 100b to the porosity Pa of the entire porous film 1 is 90% or more.
- the porosity Pa of the entire porous film 1 is the porosity over the entire range 100a along the thickness direction T in the cross-sectional image 100.
- pores in fluorine-free porous films tend to become clogged during production, which reduces breathability.
- the inventors have discovered that the reason pores in fluorine-free porous films become clogged during production is due to shrinkage in the thickness direction during the stretching process, particularly shrinkage of the central portion.
- the porosity ratio R is 90% or higher, and shrinkage of the central portion 100b is suppressed. Therefore, porous film 1 is suppressed from clogging pores in the thickness direction T, making it suitable for improving breathability.
- the lower limit of the porosity ratio R may be 92%, 95%, 97%, or even 100%.
- the upper limit of the porosity ratio R is, for example, 115%.
- the upper limit of the porosity ratio R may be 112% or 110%.
- the porosity in an observation image of a cross section parallel to the thickness direction T of the porous film 1 observed with an SEM can be determined by the method described below.
- a cross section parallel to the thickness direction T of the porous film 1 is observed with an SEM (see, for example, Figure 2).
- the cross-sectional observation image is an image of a cross section perpendicular to the main surface (first main surface 1a or second main surface 1b) of the porous film 1, and includes the first main surface 1a and the second main surface 1b.
- the magnification of the observation image is, for example, 1000x.
- the range from 1/3 to 2/3 of the way along the thickness direction T, starting from one end of the porous film 1, is defined as the central portion 100b.
- the porosity Pa of the porous film 1 can be determined by calculating the ratio of the total area of pores contained in the entire area 100a of the porous film 1 along the thickness direction T in the observed image to the area of the entire area 100a.
- the porosity Pb of the central portion 100b of the porous film 1 can be determined by calculating the ratio of the total area of pores contained in the central portion 100b of the porous film 1 to the area of the central portion 100b in the observed image.
- the porosity Pa of the porous film 1 is determined by measuring 300 or more pores, for example, 300 to 5,000 pores. When identifying pores, pores on the edges of the image are omitted during analysis. ImageJ, for example, can be used as image analysis software.
- the porosity Pa of porous film 1 is preferably 25% or more.
- excellent breathability is likely to be achieved.
- the upper limit of the porosity Pa of the porous film 1 is, for example, 45%.
- the upper limit of the porosity Pa of the porous film 1 may also be 40%.
- the porosity Pb of the central portion 100b of porous film 1 is preferably 25% or more.
- excellent breathability is likely to be achieved.
- the upper limit of the porosity Pb of the central portion 100b of the porous film 1 is, for example, 45%.
- the upper limit of the porosity Pb of the central portion 100b of the porous film 1 may also be 40%.
- the weight-average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin in the porous film 1 is preferably 330,000 or less. If the weight-average molecular weight of the thermoplastic resin in the porous film 1 is 330,000 or less, it is easy to achieve a porosity ratio R of 90% or more in the porous film 1.
- the upper limit of the weight average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin in the porous film 1 may be 320,000, 310,000, 300,000, 299,000, or even 298,000.
- the lower limit of the weight average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin in the porous film 1 is, for example, 200,000.
- the lower limit of the weight average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin may be 230,000.
- the weight-average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin in the porous film 1 can be determined by the method described below.
- a sample is prepared for gel permeation chromatography (GPC) analysis.
- GPC gel permeation chromatography
- 8 mg of the porous film 1 is added to a continuously flowing measurement solvent (mobile phase: o-dichlorobenzene containing 0.025 wt% BHT) in a GPC apparatus, and the mixture is shaken at 150°C under a nitrogen atmosphere to dissolve.
- the solution is hot-filtered through an in-line filter with a pore size of 10 ⁇ m to obtain a filtrate.
- the weight-average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin in the porous film 1 can be determined using the obtained filtrate under the following measurement conditions.
- GPC device Polymer Char, GPC-IR type high temperature gel permeation chromatograph (built-in detector: IR6 type MCT infrared detector) Column: TSKgel GMH6-HT (Tosoh Corporation, 7.5 mm x 300 mm) x 2 + TSKgel GMH6-HTL (Tosoh Corporation, 7.5 mm x 300 mm) x 2 Column temperature: 140 ° C.
- the air permeability of the porous film 1 in the thickness direction T is 20 seconds/100 mL or less, expressed as the air permeability (Gurley air permeability) determined in accordance with the air permeability measurement method B (Gurley method) specified in JIS L1096:2010.
- the porous film 1 has extremely excellent air permeability.
- the upper limit of the Gurley air permeability of the porous film 1 may be 15 seconds/100 mL, 10 seconds/100 mL, 9 seconds/100 mL, 8 seconds/100 mL, 7 seconds/100 mL, 6 seconds/100 mL, or even 5 seconds/100 mL.
- the lower limit of the Gurley air permeability of the porous film 1 is, for example, 0.1 seconds/100 mL.
- the lower limit of the Gurley air permeability of the porous film 1 may be 0.5 seconds/100 mL, 1 second/100 mL, or even 1.5 seconds/100 mL.
- a measuring jig is a stainless steel (SUS) disk 2 mm thick and 47 mm in diameter, with a through-hole (having a circular cross section with a diameter of 1 mm or 2 mm) in the center. Measurement of the Gurley air permeability using this measuring jig can be carried out as follows.
- the porous film 1 to be evaluated is fixed to one surface of the measuring jig so as to cover the opening of the through-hole of the measuring jig.
- the fixation is performed so that during the measurement of the Gurley air permeability, air passes only through the opening and the effective test portion of the porous film 1 to be evaluated (the portion overlapping with the opening when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the fixed porous film 1), and the fixed portion does not obstruct the passage of air through the effective test portion of the porous film 1.
- double-sided adhesive tape with a vent hole punched in the center having a shape matching the shape of the opening can be used.
- the double-sided adhesive tape can be placed between the measuring jig and the porous film 1 so that the periphery of the vent hole and the periphery of the opening coincide.
- the measuring jig with the porous film 1 fixed thereto is set in a Gurley air permeability tester so that the fixed surface of the porous film 1 is downstream of the air flow during measurement, and the time t1 for 100 mL of air to pass through the porous film is measured.
- the area of the effective test portion of the porous film 1 is the cross-sectional area of the through-hole.
- the water pressure resistance of the porous film 1 can be 0.08 MPa or more, as evaluated using the water resistance test method B (high water pressure method) specified in JIS L1092:2009. In this way, the porous film 1 can have high water resistance.
- the lower limit of the water pressure resistance of the porous film 1 may be 0.1 MPa.
- the upper limit of the water pressure resistance of the porous film 1 is, for example, 2.0 MPa.
- the water pressure resistance of porous film 1 can be evaluated in accordance with the above-mentioned water resistance test method using a measuring jig.
- a measuring jig is a 2 mm thick, 47 mm diameter SUS disk with a 1.6 mm diameter through-hole (with a circular cross section) in the center. This disk has a thickness that does not deform due to the water pressure applied when measuring the water pressure. Measurement of water pressure resistance using this measuring jig can be carried out as follows.
- the porous film 1 to be evaluated is fixed to one side of the measuring jig so as to cover the opening of the through-hole.
- the fixing is performed so that water does not leak from the fixed part of the porous film 1 during water pressure resistance measurement.
- the porous film 1 can be fixed using double-sided adhesive tape with a water passage hole (1.6 mm diameter) punched in the center that matches the shape of the opening.
- the double-sided adhesive tape is simply placed between the measuring jig and the porous film 1 so that the periphery of the water passage hole coincides with the periphery of the opening.
- the measuring jig with the porous film 1 fixed is set in the testing device so that the surface of the porous film 1 opposite the fixed surface becomes the surface to which water pressure is applied during measurement, and the water pressure resistance is measured according to Water Resistance Test Method B (high water pressure method) specified in JIS L1092:2009.
- the water pressure resistance is measured based on the water pressure when water escapes from one point on the membrane surface of the porous film 1.
- the measured water pressure resistance can be used as the water pressure resistance of the porous film 1.
- the test equipment used can have a similar configuration to the water resistance test equipment exemplified in JIS L1092:2009, and also have a test specimen mounting structure that allows the above-mentioned measuring tool to be set.
- the porous film 1 contains a fluorine-free thermoplastic resin as its main component.
- the fluorine-free thermoplastic resin may be a polyolefin resin.
- the thermoplastic resin is a polyolefin resin, it is easy to obtain a porous film 1 having a porosity ratio R of 90% or more.
- Polyolefin resins include polyethylene (PE) resin, polypropylene (PP) resin, and polymethylmenthene (PMP) resin.
- the polyolefin resin may be a polymethylpentene resin.
- Polymethylpentene resin is a homopolymer or copolymer such as poly(4-methylpentene-1) resin or poly(3-methylpentene-1) resin. Copolymers include random copolymers and block copolymers. From the standpoints of heat resistance and moldability, a homopolymer of poly(4-methylpentene-1) resin is preferred.
- the polyolefin resin may be poly(4-methylpentene-1) resin.
- Poly(4-methylpentene-1) resin refers to a homopolymer of 4-methylpentene-1 or a copolymer of 4-methylpentene-1 and at least one type of ⁇ -olefin.
- the composition ratio of 4-methylpentene-1 to ⁇ -olefin contained in the copolymer can be adjusted so long as the melting point is in the range of 180°C or higher.
- the fluorine-free thermoplastic resin may be a thermoplastic resin with a melting point of 180°C or higher and 300°C or lower. If the melting point of the thermoplastic resin is 180°C or higher, sufficient heat resistance can be ensured in the porous film 1. If the melting point of the thermoplastic resin is 300°C or lower, the porous film 1 can be produced, for example, by melt molding.
- the melting point of the thermoplastic resin may be 200°C or higher and 280°C or lower, or even 220°C or higher and 260°C or lower.
- the porous film 1 is in the form of a film or sheet.
- the thickness of the porous film 1 may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. When the thickness is within the above numerical range, it is easy to obtain a porous film 1 having a porosity ratio R of 90% or more.
- the lower limit of the thickness of the porous film 1 may be 5 ⁇ m or 10 ⁇ m.
- the upper limit of the thickness of the porous film 1 may be 90 ⁇ m or 80 ⁇ m.
- the thickness of porous film 1 can be determined by measuring the thickness at any five points on porous film 1 using, for example, a dial gauge, and taking the average of these measurements.
- the thickness of porous film 1 can also be determined by measuring the thickness at any five points on an image of a cross section of porous film 1 observed with an SEM (see, for example, Figure 2), and taking the average of these measurements.
- the porous film 1 may have multiple nodes and multiple fibrils.
- multiple nodes may be present along the thickness direction.
- the multiple nodes may be present throughout the thickness direction T of the porous film 1. It is preferable that the multiple nodes are present uniformly throughout the thickness direction of the porous film 1.
- Figure 15A is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Example 1 described below. As shown in Figure 15A, when the cross section of the porous film of Example 1 is observed, multiple nodes are present uniformly throughout the thickness direction of the porous film 1.
- adjacent agglomerated nodes may be connected by multiple fibrils, or adjacent agglomerated nodes may be directly connected to each other without being connected by multiple fibrils.
- porous film 1 When the surface of porous film 1 is observed with an SEM, porous film 1 may have a tortoiseshell structure formed by multiple nodes and multiple fibrils.
- the tortoiseshell structure may exist throughout the entire porous film 1.
- a porous film 1 having such a structure is suitable for achieving both water resistance and breathability.
- the tortoiseshell structure can be confirmed, for example, by observing the main surface of porous film 1 vertically with an SEM.
- a "hexagonal structure formed by multiple nodes and multiple fibrils” refers to a structure that can be confirmed by observing the surface of the porous film 1 with an SEM, in which island-like regions formed by multiple nodes are irregularly connected and these island-like regions are connected to each other by multiple fibrils.
- the island-like regions have, for example, a polygonal shape.
- polygonal regions do not necessarily have to have an outer shape composed only of straight lines, and also include approximately polygonal regions in which some sides are curved, such as arcs.
- polygonal shapes are not limited to hexagons.
- the island regions may vary in size.
- island regions of different sizes may be present in random positions.
- the number of nodes forming relatively large island regions is greater than the number of nodes forming relatively small island regions.
- Figure 15B is a diagram (1000x magnification) showing the results of SEM observation of the surface of the porous film of Example 1 described below.
- the surface of the porous film of Example 1 has a tortoiseshell structure formed by multiple nodes and multiple fibrils, and island regions of different sizes formed by the multiple nodes are present in random positions.
- the circular equivalent diameter of the nodes of porous film 1 is 2.5 ⁇ m or more.
- the circular equivalent diameter of the nodes is within the above numerical range, it is easy to achieve an air permeability that satisfies the above numerical range.
- the upper limit of the equivalent circular diameter of the nodes of the porous film 1 is, for example, 10.0 ⁇ m.
- the upper limit of the equivalent circular diameter of the nodes of the porous film 1 may also be 9.0 ⁇ m, 8.0 ⁇ m, 7.0 ⁇ m, 6.0 ⁇ m, or even 5.0 ⁇ m.
- the Feret diameter of the nodes of porous film 1 be 2.5 ⁇ m or more. If the Feret diameter of the nodes is within the above numerical range, it is easy to achieve an air permeability that satisfies the above numerical range.
- the lower limit of the Feret diameter of the nodes of the porous film 1 may be 3.0 ⁇ m.
- the upper limit of the Feret diameter of the nodes of the porous film 1 is, for example, 10.0 ⁇ m.
- the upper limit of the Feret diameter of the nodes of the porous film 1 may be 9.0 ⁇ m, 8.0 ⁇ m, 7.0 ⁇ m, 6.0 ⁇ m, or even 5.0 ⁇ m.
- the circle-equivalent diameter and Feret diameter of the nodes of porous film 1 can be determined by the method described below. First, the surface of porous film 1 is observed using an SEM (see, for example, Figure 15B). Next, the SEM observation image (or a portion thereof) obtained using image analysis software is binarized. Nodes are identified from the obtained binarized image, and the area of each node contained in the image is calculated. For each node, the circle-equivalent diameter is calculated from the calculated area. The circle-equivalent diameter is the diameter of a perfect circle having the same area as the node being measured. The average of the calculated circle-equivalent diameters can be considered to be the circle-equivalent diameter of the nodes of porous film 1.
- the Feret diameter of each node contained in the binarized image is calculated.
- the Feret diameter is the maximum distance between parallel tangents to the node's outline.
- the circle-equivalent diameter and Feret diameter are determined by measuring 50 or more nodes, for example, 100 to 1,000 nodes. Note that when identifying the nodes, nodes on the edges of the image are omitted from the analysis. ImageJ, for example, can be used as image analysis software.
- the distance between nodes of porous film 1 be 3.0 ⁇ m or more. If the distance between nodes is within the above numerical range, it is easy to achieve an air permeability that satisfies the above numerical range.
- the lower limit of the distance between nodes in the porous film 1 may be 3.5 ⁇ m or 4.0 ⁇ m.
- the upper limit of the distance between nodes in the porous film 1 is, for example, 10.0 ⁇ m.
- the upper limit of the distance between nodes in the porous film 1 may be 9.0 ⁇ m, 8.0 ⁇ m, 7.0 ⁇ m, 6.0 ⁇ m, or 5.0 ⁇ m.
- FIG. 20 is a schematic diagram illustrating how to determine the distance between nodes of the porous film 1 in FIG. 1.
- a binarized image is obtained using a method similar to that described for the circle-equivalent diameter of the nodes of the porous film 1, and the nodes are identified from the binarized image (see FIG. 20).
- the inter-node distance L AB between node A and node B can be determined by subtracting the circle-equivalent diameter of node A ⁇ 1/2 and the circle-equivalent diameter of node B ⁇ 1/2 from the distance between the center of gravity c of node A and the center of gravity c of node B.
- the inter-node distances (L AB , L AC , and L AD ) are determined for the three nodes (nodes B, C, and D) that are first to third closest in distance from node A.
- the inter-node distance (L AE ) between node A and the node (node E) that is fourth or further away from node A is not used.
- the node (node F) that overlaps with node A in the image is excluded from the three nodes that are first to third closest in distance from node A.
- the average of the distances between the three nodes closest to node A obtained in this way is considered to be the distance between node A and the other nodes.
- the distance between each node included in the image is obtained in the same manner.
- the average of the obtained distances between nodes can be considered to be the distance between nodes of the porous film 1.
- Porous film 1 has a plurality of pores.
- the equivalent circle diameter of the pores in porous film 1 is 1.5 ⁇ m or more. If the equivalent circle diameter of the pores falls within the above numerical range, it is easy to achieve an air permeability that falls within the above numerical range.
- the upper limit of the equivalent circle diameter of the pores in the porous film 1 is, for example, 5.0 ⁇ m.
- the upper limit of the equivalent circle diameter of the pores in the porous film 1 may also be 4.0 ⁇ m, 3.0 ⁇ m, or 2.0 ⁇ m.
- the Feret diameter of the pores in porous film 1 be 2.1 ⁇ m or more. If the Feret diameter of the pores falls within the above numerical range, it is easy to achieve an air permeability that falls within the above numerical range.
- the lower limit of the Feret diameter of the pores in the porous film 1 may be 2.2 ⁇ m, 2.3 ⁇ m, 2.4 ⁇ m, or 2.5 ⁇ m.
- the upper limit of the Feret diameter of the pores in the porous film 1 is, for example, 5.0 ⁇ m.
- the upper limit of the Feret diameter of the pores in the porous film 1 may be 4.5 ⁇ m, 4.0 ⁇ m, 3.5 ⁇ m, or 3.0 ⁇ m.
- the circle-equivalent diameter and Feret diameter of the pores in porous film 1 can be determined using the same method as the method for determining the circle-equivalent diameter and Feret diameter of the nodes in porous film 1 described above. However, the pores are identified from the obtained binarized image. Note that when identifying the pores, pores on the edges of the image are omitted from the analysis.
- the porosity Ps at the surface of porous film 1 is 25% or more. If the porosity Ps at the surface falls within the above numerical range, it is easy to achieve an air permeability that falls within the above numerical range.
- the lower limit of the porosity Ps at the surface of the porous film 1 may be 26% or more, or 27% or more.
- the upper limit of the porosity Ps at the surface of the porous film 1 is, for example, 50%.
- the upper limit of the porosity Ps at the surface of the porous film 1 may be 45%, 40%, 35%, or 30%.
- the porosity Ps of the surface of the porous film 1 can be determined using the same method as the method for determining the circle-equivalent diameter of the nodes of the porous film 1 described above. However, pores are identified from the obtained binarized image, and the area of each pore contained in the image is calculated. The porosity Ps of the surface of the porous film 1 can be determined by calculating the ratio of the total area of pores to the area of the image. The porosity Ps of the surface should be determined by measuring 300 or more pores, for example, 500 to 3,000 pores.
- the porous film 1 may be a stretched film.
- the stretched film may be a biaxially stretched film or a uniaxially stretched film.
- At least one of the main surfaces of the porous film 1 may be subjected to a surface modification treatment.
- surface modification treatments include liquid-repellent treatment, chemical treatment, sputter etching treatment, and plasma treatment.
- the bonding strength of the porous film 1 is improved in the area where the surface modification treatment has been applied.
- At least one of the main surfaces of the porous film 1 may be treated with a liquid repellent. This is generally done by applying a liquid repellent agent to the surface of the porous film 1 or by immersing the porous film 1 in the liquid repellent agent.
- the liquid repellent agent is not particularly limited, and may be a fluorine-based liquid repellent agent, a silicone-based liquid repellent agent, or an acrylic-based liquid repellent agent.
- a fluorine-based liquid repellent agent has a structure, for example, that includes an acrylic main chain and a hydrocarbon side chain saturated with fluorine (perfluoroalkyl group).
- the porous film 1 described above can be produced, for example, by the following method.
- the method for producing porous film 1 includes, for example, using a twin-screw extruder to knead a mixture containing a fluorine-free thermoplastic resin and a plasticizer, and then extruding the kneaded mixture (Step S1), cooling the extruded mixture to obtain a molded body (Step S2), stretching the molded body to obtain a sheet (Step S3), and removing the plasticizer from the sheet (Step S4).
- the specific energy of the twin-screw extruder is 0.5 kWh/kg or more.
- This production method can produce porous film 1 with a porosity ratio R of 90% or more, for example. Porous film 1 is suitable for improving breathability because pore blockage in the thickness direction T is suppressed.
- Steps S1 and S2 correspond to the process of producing a precursor for porous film 1.
- Steps S3 and S4 correspond to the process of growing the porous structure.
- Step S1 is carried out using a twin-screw extruder (for example, TEX25 ⁇ III manufactured by The Japan Steel Works, Ltd.).
- the specific energy of the twin-screw extruder is 0.5 kWh/kg or more.
- the specific energy of the twin-screw extruder is the value obtained by dividing the work done by the twin-screw extruder on the raw materials by the unit extrusion mass, and can be used as an indicator of the degree of mixing.
- the specific energy of the twin-screw extruder may be 0.6 kWh/kg or more, or 0.7 kWh/kg or more.
- step S1 the kneaded material may be extruded onto a metal roll whose surface temperature is controlled.
- a flat die (hanger coat die) may be used to extrude the kneaded material. By using a flat die, the kneaded material can be extruded in a wide width, making it easy to obtain a sheet-shaped molded product in step S2.
- the weight-average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin used as a raw material for porous film 1 is, for example, 300,000 or more and 800,000 or less.
- thermoplastic resin for example, polymethylpentene resin can be used.
- the mixture containing the thermoplastic resin and plasticizer may contain resins such as polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, and cyclic polyolefins, as long as the properties of the porous film 1 are not affected.
- the plasticizer is a non-volatile solvent that, when mixed with a thermoplastic resin such as polymethylpentene resin, forms a mixture at or above the melting point of the resin and undergoes thermally induced phase separation when the mixture is cooled.
- the plasticizer may be in the form of a liquid or a solid at room temperature.
- a single plasticizer may be used, or two or more types of plasticizers may be mixed and used.
- a plasticizer having a kinematic viscosity at 40°C of 50 to 150 mm2 /s may be used.
- the mixing ratio of the thermoplastic resin and plasticizer is set so that a uniform mixture can be obtained in step S1 and a molded body can be formed in step S2.
- the weight ratio of the thermoplastic resin in the mixture containing the thermoplastic resin and plasticizer is, for example, 20% by weight or more and 80% by weight or less, and preferably 30% by weight or more and 70% by weight.
- a weight ratio of the thermoplastic resin of 20% by weight or more prevents the viscosity of the mixture from decreasing too much.
- a weight ratio of the thermoplastic resin of 80% by weight or less makes it easier to obtain a good porous structure.
- Additives such as antioxidants, nucleating agents, antistatic agents, flame retardants, lubricants, UV absorbers, colorants, and inorganic fillers to improve strength may also be added to mixtures containing thermoplastic resins and plasticizers, depending on the purpose.
- step S2 the kneaded material is cooled and rolled out using, for example, metal rolls with controlled surface temperatures, to obtain a sheet-like compact. Multiple metal rolls may be used.
- the sheet-like compact may be formed while being cooled by passing the kneaded material through multiple metal rolls.
- step S3 the molded body is stretched at least once in at least one axial direction.
- Step S3 is carried out using a biaxial stretching machine. Stretching in at least one axial direction includes uniaxial stretching in the longitudinal direction, uniaxial stretching in the transverse direction, simultaneous biaxial stretching, and sequential biaxial stretching.
- the molded body may be biaxially stretched sequentially, or simultaneously.
- Step S3 generates pores in the molded body.
- a structure is formed in which island-like regions of different sizes formed by multiple nodes are present in random positions.
- the manufacturing method of this embodiment makes it possible to suppress shrinkage in the thickness direction T, particularly in the central portion 100b, in step S3. This suppresses blockage of pores in the thickness direction T, making it possible to manufacture a porous film 1 that is suitable for improving breathability.
- thermoplastic resin with a low molecular weight for example, a weight-average molecular weight of 300,000 or less
- the film is prone to rupture during the stretching process. For this reason, it was thought that manufacturing a porous film using a low-molecular-weight thermoplastic resin was difficult.
- the manufacturing method of this embodiment it is possible to manufacture a porous film 1 in which the weight-average molecular weight of the thermoplastic resin is 330,000 or less.
- the weight-average molecular weight of the thermoplastic resin in the porous film 1 is 330,000 or less, there is less entanglement of the molecular chains, which makes it possible to further suppress shrinkage in the thickness direction T in step S3, particularly shrinkage of the central portion 100b.
- the stretching temperature may be 20°C to 240°C, 50°C to 230°C, or even 100°C to 220°C for both longitudinal and transverse stretching.
- the stretching ratio in the longitudinal and/or transverse uniaxial directions may be 2.0 to 10.0 times, 2.0 to 8.0 times, or even 2.0 to 5.0 times.
- the strain rate during stretching may be 1%/sec to 10%/sec in the machine direction and/or cross direction, or 1%/sec to 8%/sec, or even 1%/sec to 5%/sec. When the strain rate is within the above range, breakage is less likely to occur during stretching, improving productivity.
- step S4 the plasticizer is removed from the sheet using, for example, an extraction solvent. This results in a porous film 1.
- the extraction solvent used is preferably one that is a poor solvent for thermoplastic resins such as polymethylpentene resin, but a good solvent for plasticizers, and has a boiling point lower than the melting point of the porous film 1.
- extraction solvents include hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and 1,1,1-trichloroethane; alcohols such as ethanol and isopropanol; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran; and ketones such as acetone and 2-butanone. Considering safety, alcohols and ketones are preferred. Methyl ethyl ketone (MEK) may also be used as the extraction solvent.
- MEK Methyl ethyl ketone
- the sheet may be heat-set.
- Heat-set can be performed, for example, using a hot air circulating oven. Heat-set can reduce the thermal shrinkage of the sheet after stretching.
- the heat-set temperature is, for example, 50°C to 240°C.
- the heat-set temperature may also be 100°C to 230°C, or even 150°C to 220°C.
- Heat setting may be performed after step S3, between steps S3 and S4, or both after steps S3 and S4.
- Examples of heat setting methods include fixing the film in the width direction with a tenter and continuously passing it through a heat treatment furnace, applying appropriate tension and continuously passing it through a heat treatment furnace without fixing it in the width direction, or winding the film around a roll and feeding it into a heat treatment furnace in batches.
- FIG. 3 An example of the film member of the present invention is shown in Figure 3.
- the film member 2 (2A) in Figure 3 includes a porous film 1.
- a first modified example of the film member of Figure 3 is shown in Figure 4.
- the film member 2 (2B) in Figure 4 further includes an air-permeable support material 3.
- the air-permeable support material 3 is laminated on the porous film 1.
- the air-permeable support material 3 can improve the strength and handleability of the film member 2.
- the breathable support material 3 typically has higher breathability in the thickness direction than the porous film 1.
- Examples of the breathable support material 3 include woven fabric, nonwoven fabric, net, and mesh.
- Examples of materials that make up the breathable support material 3 include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), and aramid resin.
- PET polyethylene terephthalate
- PE polyolefins
- PP polypropylene
- aramid resin aramid resin.
- the shape of the breathable support material 3, when viewed perpendicular to the main surface of the film member 2, may be the same as or different from the shape of the porous film 1.
- the breathable support material 3 may have a peripheral edge that corresponds to the peripheral edge of the porous film 1, when viewed perpendicular to the main surface of the film member 2.
- the film member 2B in Figure 4 has one breathable support material 3 arranged on one side of the porous film 1.
- the film member 2 may have two or more breathable support materials 3.
- breathable support materials 3 may be arranged on both sides of the porous film 1.
- the porous film 1 and breathable support material 3 may be joined by welding such as thermal welding or ultrasonic welding, or by an adhesive or pressure-sensitive adhesive.
- the film member 2 may include any layers and/or members other than those described above.
- the thickness of the film member 2 is, for example, 1 to 300 ⁇ m.
- the thickness of the film member 2 may also be 50 to 200 ⁇ m.
- the basis weight of the film member 2 is, for example, 1.0 to 200.0 g/m 2.
- the basis weight of the film member 2 may be 10.0 to 100.0 g/m 2 .
- the film member 2 may have the same properties as the porous film 1, such as Gurley air permeability and/or water pressure resistance in the thickness direction.
- the film member 2 may be treated to be liquid-repellent and/or colored.
- the film member 2 can be used, for example, as a filter member. However, the uses of the film member 2 are not limited to the above example.
- the shape of the film member 2 may be, for example, a polygon including a square or rectangle, a circle, an ellipse, or a strip. The corners of the polygon may be rounded.
- the shape of the film member 2 is not limited to the above examples.
- a strip-shaped film member 2 may be wound to form a wound body. Furthermore, if necessary, it may be wound while laminated with a release liner.
- FIG. 5 shows a second modified example (rolled body) of the film member of FIG. 3.
- the rolled body 10 shown in FIG. 5 includes the film member 2A and release liner 11 of FIG. 3.
- the film member 2A and release liner 11 are bonded to each other by an adhesive layer 12.
- the release surface 13 formed when the release liner 11 is peeled from the film member 2A is located between the film member 2A and the adhesive layer 12.
- the adhesive layer 12 is also peeled off from the film member 2A, resulting in a film member 2A that does not have the adhesive layer 12 formed on its surface.
- adheresive means “sticking” or “adhesion.”
- adhesive layer means “sticking layer” or “adhesive layer.”
- pressure-sensitive adhesive refers to a type of adhesion that is temporary and can bond with just the application of slight pressure. It also refers to a material that has cohesive strength and elasticity, which allows it to adhere strongly but also peel away from hard, smooth surfaces. Pressure-sensitive adhesives are soft solids that do not change state like glue. Because pressure-sensitive adhesives wet to the adherend in their original state and resist peeling, they instantly demonstrate practical adhesive strength when two adherends are bonded together. In other words, pressure-sensitive adhesives possess both the fluidity of a liquid that allows them to wet to the adherend, and the cohesive strength of a solid that resists peeling. Because pressure-sensitive adhesives are soft solids, the contact area with the adherend gradually increases as pressure is applied or over time. Furthermore, because they can maintain this softness for long periods of time, they have the property of being removable when desired.
- adhesive refers to the property of bonding solid surfaces of the same or different types together to form a single unit, as defined by JIS.
- An adhesive is a fluid substance that wets and blends with the adherends when bonding them together. It then transforms into a solid through heating or chemical reaction, firmly bonding the adherends at their interfaces and exerting resistance to peeling.
- an adhesive is a fluid substance that wets and adheres as a solid.
- the film member 2A supplied by the roll 10, which does not have the adhesive layer 12 formed on its surface, can be bonded to the opening of the housing using any bonding method.
- Bonding methods include, for example, bonding using an adhesive layer newly placed on the surface of the film member 2A, bonding by heat welding, and bonding by ultrasonic welding.
- the film member 2A supplied by the roll 10 can be processed into any shape as needed.
- the film member 2A has a high degree of freedom in terms of shape.
- shape also includes “size.” The above means that the roll 10 allows the film member 2A, which functions as a waterproof membrane, to be supplied with a high degree of freedom in terms of the joining method to the opening of the housing and/or the shape.
- the adhesive layer 12 prevents misalignment between the film member 2A and the release liner 11 during winding.
- the wound body 10 can prevent malfunctions (abnormal shape of the wound body) caused by tightness during winding, etc.
- FIG. 6 An example of a ventilation member of the present invention is shown in FIG. 6 .
- the ventilation member 4 (4A) in FIG. 6 has air permeability in the thickness direction and includes the porous film 1 or film member 2 described above as a member that prevents the penetration of foreign matter in that direction.
- the ventilation member 4 is, for example, a member that is placed on a surface of an object having an opening, and ensures ventilation through the opening while preventing the penetration of foreign matter through the opening. In this case, the ventilation member 4 is typically placed so that the porous film 1 or film member 2 covers the opening of the object.
- the ventilation member 4A in FIG. 6 includes a porous film 1. Below, an example will be described in which the ventilation member 4 has air permeability in the thickness direction and includes a porous film 1 as a member that prevents the penetration of foreign matter in that direction.
- the ventilation member 4 (4A) has an adhesive layer 5 placed on one side of the porous film 1.
- the porous film 1 and the adhesive layer 5 are directly bonded together.
- the ventilation member 4A can be placed on the surface of the object via the adhesive layer 5.
- Examples of adhesives that may form the adhesive layer 5 include acrylic adhesives, silicone adhesives, urethane adhesives, epoxy adhesives, and rubber adhesives. When consideration must be given to using the ventilation member 4 at high temperatures, it is preferable to select an acrylic adhesive or silicone adhesive, particularly a silicone adhesive, which have excellent heat resistance.
- the adhesive layer 5 may be a substrate-less double-sided adhesive tape.
- the adhesive may be a curable adhesive such as a phenolic resin, epoxy resin, urea resin, polyurethane resin, melamine resin, or polyester resin.
- the outer periphery of the porous film 1 and the outer periphery of the adhesive layer 5 are coincident when viewed perpendicularly to the main surface of the porous film 1. Furthermore, the shape of the adhesive layer 5 corresponds to the peripheral edge of the porous film 1 when viewed perpendicularly to the main surface of the porous film 1.
- the area of the porous film 1 to which the adhesive layer 5 is not bonded can be used as the ventilation area of the ventilation member 4A.
- the shape of the adhesive layer 5 is not limited to the above example.
- the area of the ventilation region is, for example, 40 mm2 or less.
- a ventilation member 4 with a ventilation region area within this range is suitable for placement in an object with a small diameter opening, for example.
- the lower limit of the ventilation region area is, for example, 0.008 mm2 .
- the area of the ventilation region may be in a larger range depending on the type of object in which the ventilation member 4 is placed.
- FIG 7 shows a first variation of the ventilation member of Figure 6.
- the ventilation member 4 (4B) of Figure 7 has the same configuration as the ventilation member 4A of Figure 6, except that it further includes an adhesive layer 5 (5B) arranged on the other side of the porous film 1.
- the porous film 1 is sandwiched between a pair of adhesive layers 5 (5A, 5B).
- the adhesive layer 5 may include a first adhesive layer 5A bonded to one surface (first main surface 1a) of the porous film 1 and a second adhesive layer 5B bonded to the other surface (second main surface 1b) of the porous film 1.
- Fig. 8 shows a second variation of the ventilation member of Fig. 6.
- the ventilation member 4 (4C) of Fig. 8 has the same configuration as the ventilation member 4A of Fig. 6, except that it further includes a base material layer 6 arranged on one side of the porous film 1 and the porous film 1 and the adhesive layer 5 are joined via the base material layer 6.
- the base material layer 6 improves the strength and handleability of the ventilation member 4, and can prevent damage to the porous film 1 during handling or placement on an object.
- Examples of materials that can be used to form the substrate layer 6 include polyolefins such as PE and PP, polyesters such as PET, silicone resins, polycarbonate, polyimide, polyamideimide, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone (PEEK), polyvinyl chloride, fluororesins, and metals such as aluminum and stainless steel.
- Examples of fluororesins include PTFE, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), and tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE).
- the materials that can be used to form the substrate layer 6 are not limited to the above examples.
- the outer periphery of the porous film 1 and the outer periphery of the base layer 6 are coincident when viewed perpendicular to the main surface of the porous film 1. Furthermore, the shape of the base layer 6 corresponds to the peripheral edge of the porous film 1 when viewed perpendicular to the main surface of the porous film 1.
- the area of the porous film 1 to which the base layer 6 is not bonded can be used as the ventilation area of the ventilation member 4C.
- the shape of the base layer 6 is not limited to the above example.
- the porous film 1 and the base layer 6 may be joined using an adhesive or glue, or by welding such as thermal welding or ultrasonic welding.
- the porous film 1 and the base layer 6 may also be joined using an adhesive layer.
- This adhesive layer may have the same structure as the adhesive layer 5.
- the base layer 6 may be a single-sided adhesive tape or a double-sided adhesive tape.
- FIG 9 shows a third variation of the ventilation member of Figure 6.
- the ventilation member 4 (4D) of Figure 9 has the same configuration as the ventilation member 4C of Figure 8, except that it further includes a base material layer 6 (6B) arranged on the other side of the porous film 1.
- the porous film 1 is sandwiched between a pair of base material layers 6 (6A, 6B). This sandwiching structure further improves the strength and handleability of the ventilation member 4.
- the substrate layer 6 may include a first substrate layer 6A bonded to one surface (first main surface 1a) of the porous film 1 and a second substrate layer 6B bonded to the other surface (second main surface 1b) of the porous film 1.
- FIG 10 shows a fourth variation of the ventilation member in Figure 6.
- the ventilation member 4 (4E) in Figure 10 has the same configuration as the ventilation member 4B in Figure 7, except that it further includes a release liner 7 and the porous film 1 and the release liner 7 are bonded via an adhesive layer 5 (5B).
- the ventilation member 4 (4E) may further include a release liner 7, with a second adhesive layer 5B disposed between the release liner 7 and the porous film 1, and the second adhesive layer 5B bonded to the release liner 7.
- the release liner 7 has a tab that protrudes outward beyond the outer periphery of the porous film 1 when viewed perpendicular to the main surface of the porous film 1.
- the ventilation member 4E can be handled or placed on the surface of an object by grasping the tab.
- the release liner 7 is typically removed when the ventilation member 4E is used.
- the release liner 7 can be made of, for example, the same material as the material that makes up the base layer 6.
- Fig. 11 shows a fifth variation of the ventilation member of Fig. 6.
- the ventilation member 4 (4F) of Fig. 11 further includes a release liner 7, and has the same configuration as the ventilation member 4D of Fig. 9, except that the base material layer 6 (6B) and the release liner 7 are bonded via an adhesive layer 5 (5B).
- the ventilation member 4 can be supplied by, for example, a component supply sheet.
- Fig. 12 shows an example of a component supply sheet that is a supply mode of the ventilation member 4.
- the component supply sheet 20 (20A) of Fig. 12 includes a ventilation member 4 (4A) to be placed on the surface of an object having an opening, and a base sheet 9 on whose surface the ventilation member 4 (4A) is placed.
- the component supply sheet 20A includes a ventilation member 4A as the ventilation member 4.
- the ventilation member 4A includes a porous film 1 having a shape that covers the opening when placed on the surface of the object, and an adhesive layer 5 bonded to the porous film 1.
- the ventilation member 4 (4A) is placed on the base sheet 9 via the adhesive layer 5.
- the member supply sheet 20 (20A) allows the ventilation member 4 to be efficiently supplied, for example, during the process of placing it on the surface of an object.
- the ventilation member 4 may be placed on the base sheet 9 via an adhesive layer provided on the placement surface of the base sheet 9 on which the ventilation member 4 is placed.
- the adhesive layer on the placement surface preferably has weak adhesive properties.
- multiple ventilation members 4 may be arranged on the surface of the base sheet 9.
- Examples of materials that make up the base sheet 9 include paper, metal, resin, and composite materials of these.
- Examples of metal include stainless steel and aluminum.
- Examples of resin include polyester such as PET, and polyolefins such as PE and PP.
- the base sheet 9 may be in the form of a sheet or a strip. If the base sheet 9 is in the form of a strip, the member supply sheet 20 may be rolled up to form a roll.
- Examples of objects on which the ventilation member 4 can be placed include the housing of an electronic device and the housing of an electrical component for a vehicle.
- the ventilation member 4 can be placed on the outer surface and/or inner surface of the housing.
- the openings may be air vents and/or sound vents provided in the housing.
- Examples of electronic devices include wearable devices such as smartwatches and wristbands; various cameras including action cameras and security cameras; information and communication devices such as mobile phones, smartphones and tablets; virtual reality (VR) devices; augmented reality (AR) devices; and sensor devices.
- Examples of electrical components for a vehicle include lamps and ECUs.
- the objects are not limited to the above examples.
- Foreign matter that is prevented from passing through by the placement of the ventilation member 4 includes, for example, particles such as dust, and liquid water such as water droplets.
- Figure 13 shows a first variation of the member supply sheet of Figure 12.
- the member supply sheet 20 (20B) of Figure 13 has the same configuration as the member supply sheet 20A of Figure 12, except that it is equipped with the ventilation member 4E of Figure 10 as the ventilation member 4.
- Figure 14 shows a second variation of the member supply sheet of Figure 12.
- the member supply sheet 20 (20C) of Figure 14 has the same configuration as the member supply sheet 20A of Figure 12, except that it is equipped with the ventilation member 4F of Figure 11 as the ventilation member 4.
- Example 1 Poly(4-methylpentene-1) resin (RT18, weight average molecular weight: 499,000, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was used as the fluorine-free thermoplastic resin. Liquid paraffin (manufactured by MORESCO) with a kinematic viscosity of 110 mm 2 /s at 40°C was prepared as the plasticizer. Pentaerythritol tetrakis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the antioxidant.
- Liquid paraffin manufactured by MORESCO
- Pentaerythritol tetrakis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
- 0.15 parts by weight of the antioxidant was dry-blended with 100 parts by weight of the thermoplastic resin in a tumbler to obtain a mixture.
- 50 parts by weight of the mixture and 50 parts by weight of the plasticizer were kneaded using a twin-screw extruder (manufactured by The Japan Steel Works, Ltd., TEX25 ⁇ III), and the kneaded mixture was then extruded onto a metal roll whose surface temperature was controlled using a hanger coat die.
- the specific energy of the twin-screw extruder was set to 0.71 kWh/kg.
- the extruder cylinder temperature of the twin-screw extruder was set to 235°C, and extrusion was carried out.
- the extruded kneaded mixture was stretched using a metal roll while being cooled, to obtain a sheet-like molded product with a thickness of 129.7 ⁇ m.
- a biaxial stretching machine was used.
- the molded body was then subjected to simultaneous biaxial stretching under conditions of a stretching temperature of 100°C and a stretching ratio of 2x (longitudinal direction) x 2x (transverse direction).
- the strain rate during stretching was 1%/sec (0.655 mm/sec) in both the longitudinal and transverse directions. This resulted in a sheet body. Stretching was performed 5 minutes after the molded body was placed in a furnace set at the stretching temperature.
- Example 1 was obtained.
- the thickness of the porous film of Example 1 was 80.0 ⁇ m, and the weight-average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin in the porous film was 298,000.
- Figure 15A shows the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Example 1 (1000x magnification).
- Figure 15B shows the results of SEM observation of the surface of the porous film of Example 1 (1000x magnification).
- Example 2 By controlling the throughput of the twin-screw extruder and the take-up speed of the metal roll during extrusion, a sheet-like molded product with a thickness of 105.7 ⁇ m was obtained.
- the molded product was subjected to simultaneous biaxial stretching under the conditions of a stretching ratio of 1.75 times (longitudinal direction) x 1.75 times (transverse direction). Except for these, a porous film of Example 2 was obtained by the same method as in Example 1.
- the thickness of the porous film of Example 2 was 66.5 ⁇ m, and the weight average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin in the porous film was 298,000.
- Figure 16A shows the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Example 2 (1000x magnification).
- Figure 16B shows the results of SEM observation of the surface of the porous film of Example 2 (1000x magnification).
- Example 3 By controlling the throughput of the twin-screw extruder and the take-up speed of the metal roll during extrusion, a sheet-like molded product with a thickness of 108.0 ⁇ m was obtained.
- the molded product was subjected to simultaneous biaxial stretching under the conditions of a stretching ratio of 2.25 times (longitudinal direction) x 2.25 times (transverse direction). Except for these, a porous film of Example 3 was obtained by the same method as in Example 1.
- the thickness of the porous film of Example 3 was 58.1 ⁇ m, and the weight average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin in the porous film was 298,000.
- Figure 17A shows the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Example 3 (1000x magnification).
- Figure 17B shows the results of SEM observation of the surface of the porous film of Example 3 (1000x magnification).
- Comparative Example 1 During extrusion, the specific energy of the twin-screw extruder was set to 0.41 kWh/kg. As a result, a sheet-like molded product having a thickness of 125.7 ⁇ m was obtained. Except for this, a porous film of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1. The thickness of the porous film of Comparative Example 1 was 53.0 ⁇ m, and the weight average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin in the porous film was 332,000.
- Figure 18A shows the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Comparative Example 1 (1000x magnification).
- Figure 18B shows the results of SEM observation of the surface of the porous film of Comparative Example 1 (1000x magnification).
- Comparative Example 2 During extrusion, the specific energy of the twin-screw extruder was set to 0.22 kWh/kg. As a result, a sheet-like molded product having a thickness of 126.7 ⁇ m was obtained. Except for this, a porous film of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1. The thickness of the porous film of Comparative Example 2 was 42.0 ⁇ m, and the weight average molecular weight of the fluorine-free thermoplastic resin in the porous film was 340,000.
- Figure 19A shows the results of SEM observation of the cross section of the porous film of Comparative Example 2 (1000x magnification).
- Figure 19B shows the results of SEM observation of the surface of the porous film of Comparative Example 2 (1000x magnification).
- Table 1 shows the manufacturing conditions for the porous films of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.
- the porous films of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated for the porosity Pa of the entire porous film in the thickness direction, the porosity Pb of the central portion, the porosity ratio R, Gurley air permeability, water pressure resistance, and the weight-average molecular weight of the thermoplastic resin in the porous film.
- the evaluation results are shown in Table 2.
- the porous films of Examples 1 to 3 had a porosity ratio R in the thickness direction of 90% or more, and pore blockage in the thickness direction was suppressed.
- the porous films of Examples 1 to 3 had pores on the surface with a circle-equivalent diameter of 1.5 ⁇ m or more and a Feret diameter of pores on the surface of 2.1 ⁇ m or more.
- the porous films of Examples 1 to 3 had a Gurley air permeability of 20 sec/100 mL or less, and possessed extremely excellent air permeability.
- the porous films of Examples 1 to 3 had less shrinkage in the thickness direction, particularly in the central region, than the porous films of Comparative Examples 1 and 2. From these results, it can be inferred that in the porous films of Examples 1 to 3, by controlling the specific energy of the twin-screw extruder to 0.5 kWh/kg or more during extrusion, shrinkage in the thickness direction, particularly in the central region, was suppressed during the stretching process, thereby suppressing blockage of pores in the thickness direction.
- the technology of the present invention can be applied to, for example, waterproof breathable membranes, waterproof sound-permeable membranes, and separators for electricity storage devices.
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Abstract
多孔質フィルムは、フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含む。多孔質フィルムの厚さ方向に平行な断面を走査型電子顕微鏡で観察した観察像において、厚さ方向に沿って多孔質フィルムの一端を起点として1/3から2/3までの範囲を多孔質フィルムの中央部と定義したとき、多孔質フィルム全体の空孔率に対する中央部の空孔率の比率が90%以上である。あるいは、多孔質フィルムは、フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含み、ガーレー通気度が20秒/100mL以下である。
Description
本発明は、多孔質フィルム、多孔質フィルムの製造方法、通気部材及び部材供給用シートに関する。
フッ素樹脂の多孔質フィルムは、フィルター、通音膜、通気膜、隔膜等の様々な用途に使用されている。これらの用途に供するために、フッ素を含まない多孔質フィルムも提案されている。
例えば、特許文献1には、リチウムイオン二次電池のセパレータに用いられる微多孔二軸延伸フィルムであって、微小孔部を有しかつオレフィン系樹脂を含有し、突き刺し強度が0.7N以上でかつ通気度が75~400s/100mLであるオレフィン系樹脂微多孔二軸延伸フィルムが開示されている。
スマートフォンの筐体等の開口における異物の透過を防ぎながら当該開口を介した通気を確保するために用いられる多孔質フィルムには、耐水度に加えて高い通気度が要求される。本発明者らの検討によると、フッ素を含まない多孔質フィルムは、製造時に空孔が閉塞し、これにより通気度が低下しやすい。
そこで、本発明は、通気度を向上させることに適した、フッ素を含まない多孔質フィルム、多孔質フィルムの製造方法、通気部材及び部材供給用シートの提供を目的とする。
本発明は、
フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含む多孔質フィルムであって、
前記多孔質フィルムの厚さ方向に平行な断面を走査型電子顕微鏡で観察した観察像において、前記厚さ方向に沿って前記多孔質フィルムの一端を起点として1/3から2/3までの範囲を前記多孔質フィルムの中央部と定義したとき、前記多孔質フィルム全体の空孔率に対する前記中央部の空孔率の比率が、90%以上である、
多孔質フィルム、
を提供する。
フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含む多孔質フィルムであって、
前記多孔質フィルムの厚さ方向に平行な断面を走査型電子顕微鏡で観察した観察像において、前記厚さ方向に沿って前記多孔質フィルムの一端を起点として1/3から2/3までの範囲を前記多孔質フィルムの中央部と定義したとき、前記多孔質フィルム全体の空孔率に対する前記中央部の空孔率の比率が、90%以上である、
多孔質フィルム、
を提供する。
別の側面から、本発明は、
フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含み、
ガーレー通気度が20秒/100mL以下である、
多孔質フィルム、
を提供する。
フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含み、
ガーレー通気度が20秒/100mL以下である、
多孔質フィルム、
を提供する。
また別の側面から、本発明は、
二軸押出機を用いて、フッ素を含まない熱可塑性樹脂及び可塑剤を含む混合物を混練した後、混練物を押し出すことと、
押し出された前記混練物を冷却しながら成形体を得ることと、
前記成形体を延伸してシート体を得ることと、
前記シート体から前記可塑剤を除去することと、を含み、
前記二軸押出機の比エネルギーが、0.5kWh/kg以上である、
多孔質フィルムの製造方法、
を提供する。
二軸押出機を用いて、フッ素を含まない熱可塑性樹脂及び可塑剤を含む混合物を混練した後、混練物を押し出すことと、
押し出された前記混練物を冷却しながら成形体を得ることと、
前記成形体を延伸してシート体を得ることと、
前記シート体から前記可塑剤を除去することと、を含み、
前記二軸押出機の比エネルギーが、0.5kWh/kg以上である、
多孔質フィルムの製造方法、
を提供する。
さらに別の側面から、本発明は、
上記本発明の多孔質フィルムと、
前記多孔質フィルムに接合された粘接着層と、を備えた、
通気部材、
を提供する。
上記本発明の多孔質フィルムと、
前記多孔質フィルムに接合された粘接着層と、を備えた、
通気部材、
を提供する。
さらにまた別の側面から、本発明は、
開口を有する面を持つ対象物の前記面に配置される通気部材と、前記通気部材が表面に配置された基材シートと、を備えた部材供給用シートであって、
前記通気部材は、
前記面に配置されたときに前記開口を覆う形状を有する多孔質フィルムと、
前記多孔質フィルムに接合された粘接着層と、を備え、
前記多孔質フィルムが、上記本発明の多孔質フィルムである、
部材供給用シート、
を提供する。
開口を有する面を持つ対象物の前記面に配置される通気部材と、前記通気部材が表面に配置された基材シートと、を備えた部材供給用シートであって、
前記通気部材は、
前記面に配置されたときに前記開口を覆う形状を有する多孔質フィルムと、
前記多孔質フィルムに接合された粘接着層と、を備え、
前記多孔質フィルムが、上記本発明の多孔質フィルムである、
部材供給用シート、
を提供する。
本発明によれば、通気度を向上させることに適した、フッ素を含まない多孔質フィルム、多孔質フィルムの製造方法、通気部材及び部材供給用シートを提供することができる。
本発明の第1態様にかかる多孔質フィルムは、
フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含む多孔質フィルムであって、
前記多孔質フィルムの厚さ方向に平行な断面を走査型電子顕微鏡で観察した観察像において、前記厚さ方向に沿って前記多孔質フィルムの一端を起点として1/3から2/3までの範囲を前記多孔質フィルムの中央部と定義したとき、前記多孔質フィルム全体の空孔率に対する前記中央部の空孔率の比率が、90%以上である。
フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含む多孔質フィルムであって、
前記多孔質フィルムの厚さ方向に平行な断面を走査型電子顕微鏡で観察した観察像において、前記厚さ方向に沿って前記多孔質フィルムの一端を起点として1/3から2/3までの範囲を前記多孔質フィルムの中央部と定義したとき、前記多孔質フィルム全体の空孔率に対する前記中央部の空孔率の比率が、90%以上である。
本発明の第2態様において、例えば、第1態様にかかる多孔質フィルムでは、前記多孔質フィルムにおける前記熱可塑性樹脂の重量平均分子量が、330,000以下である。
本発明の第3態様において、例えば、第1又は第2態様にかかる多孔質フィルムでは、前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂である。
本発明の第4態様において、例えば、第1から第3態様のいずれか1つにかかる多孔質フィルムは、延伸フィルムである。
本発明の第5態様において、例えば、第1から第4態様のいずれか1つにかかる多孔質フィルムでは、空孔の円相当直径が1.5μm以上である。
本発明の第6態様において、例えば、第1から第5態様のいずれか1つにかかる多孔質フィルムでは、空孔のFeret径が2.1μm以上である。
本発明の第7態様にかかる多孔質フィルムは、
フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含み、
ガーレー通気度が20秒/100mL以下である。
フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含み、
ガーレー通気度が20秒/100mL以下である。
本発明の第8態様において、例えば、第7態様にかかる多孔質フィルムでは、耐水圧が0.08MPa以上である。
本発明の第9態様にかかる多孔質フィルムの製造方法は、
二軸押出機を用いて、フッ素を含まない熱可塑性樹脂及び可塑剤を含む混合物を混練した後、混練物を押し出すことと、
押し出された前記混練物を冷却しながら成形体を得ることと、
前記成形体を延伸してシート体を得ることと、
前記シート体から前記可塑剤を除去することと、を含み、
前記二軸押出機の比エネルギーが、0.5kWh/kg以上である。
二軸押出機を用いて、フッ素を含まない熱可塑性樹脂及び可塑剤を含む混合物を混練した後、混練物を押し出すことと、
押し出された前記混練物を冷却しながら成形体を得ることと、
前記成形体を延伸してシート体を得ることと、
前記シート体から前記可塑剤を除去することと、を含み、
前記二軸押出機の比エネルギーが、0.5kWh/kg以上である。
本発明の第10態様にかかる通気部材は、
例えば、第1から第8態様のいずれか1つにかかる多孔質フィルムと、
前記多孔質フィルムに接合された粘接着層と、を備える。
例えば、第1から第8態様のいずれか1つにかかる多孔質フィルムと、
前記多孔質フィルムに接合された粘接着層と、を備える。
本発明の第11態様にかかる部材供給用シートは、
開口を有する面を持つ対象物の前記面に配置される通気部材と、前記通気部材が表面に配置された基材シートと、を備えた部材供給用シートであって、
前記通気部材は、
前記面に配置されたときに前記開口を覆う形状を有する多孔質フィルムと、
前記多孔質フィルムに接合された粘接着層と、を備え、
前記多孔質フィルムが、例えば、第1から第8態様のいずれか1つにかかる多孔質フィルムである。
開口を有する面を持つ対象物の前記面に配置される通気部材と、前記通気部材が表面に配置された基材シートと、を備えた部材供給用シートであって、
前記通気部材は、
前記面に配置されたときに前記開口を覆う形状を有する多孔質フィルムと、
前記多孔質フィルムに接合された粘接着層と、を備え、
前記多孔質フィルムが、例えば、第1から第8態様のいずれか1つにかかる多孔質フィルムである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されない。
[多孔質フィルム]
本発明の多孔質フィルムの一例を図1に示す。図1の多孔質フィルム1は、フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含む。本明細書において、「主成分」は、多孔質フィルム1に重量比で最も多く含まれる成分を意味する。熱可塑性樹脂を主成分として含むことにより、多孔質フィルム1は、例えば、接着剤又は粘着剤等を使用せずに、熱融着によってスマートフォンの筐体等への接着が可能となる。
本発明の多孔質フィルムの一例を図1に示す。図1の多孔質フィルム1は、フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含む。本明細書において、「主成分」は、多孔質フィルム1に重量比で最も多く含まれる成分を意味する。熱可塑性樹脂を主成分として含むことにより、多孔質フィルム1は、例えば、接着剤又は粘着剤等を使用せずに、熱融着によってスマートフォンの筐体等への接着が可能となる。
多孔質フィルム1は、第1主面1a及び第2主面1bを有する。図2は、多孔質フィルム1の厚さ方向Tに平行な断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した観察像の一例を模式的に示す図である。図2に示すように、断面の観察像100において、厚さ方向Tに沿って多孔質フィルム1の一端を起点として1/3から2/3までの範囲を多孔質フィルム1の中央部100bと定義する。このとき、多孔質フィルム1全体の空孔率Paに対する中央部100bの空孔率Pbの比率R(Pb/Pa×100)が、90%以上である。なお、多孔質フィルム1全体の空孔率Paとは、断面の観察像100において、厚さ方向Tに沿った全範囲100aにおける空孔率である。
上述したように、フッ素を含まない多孔質フィルムは、製造時に空孔が閉塞し、これにより通気度が低下しやすい。本発明者らは、フッ素を含まない多孔質フィルムの空孔が製造時に閉塞するのは、延伸工程における厚さ方向への収縮、特に中央部が収縮されることが要因であることを見出した。本実施形態の多孔質フィルム1では、空孔率の比率Rが90%以上であり、中央部100bの収縮が抑制されている。そのため、多孔質フィルム1は、厚さ方向Tにおける空孔の閉塞が抑制されており、通気度を向上させることに適している。
空孔率の比率Rの下限は、92%であってもよく、95%であってもよく、97%であってもよく、さらに100%であってもよい。空孔率の比率Rの上限は、例えば、115%である。空孔率の比率Rの上限は、112%であってもよく、110%であってもよい。
多孔質フィルム1の厚さ方向Tに平行な断面をSEMで観察した観察像における空孔率は、以下に説明する方法により求めることができる。まず、多孔質フィルム1の厚さ方向Tに平行な断面をSEMで観察する(例えば、図2参照)。図2に示すように、断面の観察像は、多孔質フィルム1の主面(第1主面1a又は第2主面1b)に垂直な断面の像であって、第1主面1a及び第2主面1bを含むものとする。観察像の倍率は、例えば、1000倍である。得られた観察像において、厚さ方向Tに沿って多孔質フィルム1の一端を起点として1/3から2/3までの範囲を中央部100bと定義する。次に、画像解析ソフトを用いて、観察像を二値化処理する。得られた二値化像から空孔を識別し、画像に含まれる各空孔の面積を算出する。観察像における多孔質フィルム1の厚さ方向Tに沿った全範囲100aの面積に対する全範囲100aに含まれる空孔の総面積の割合を算出することにより、多孔質フィルム1の空孔率Paを求めることができる。観察像における多孔質フィルム1の中央部100bの面積に対する中央部100bに含まれる空孔の総面積の割合を算出することにより、多孔質フィルム1の中央部100bの空孔率Pbを求めることができる。なお、多孔質フィルム1の空孔率Paは、300個以上、例えば300~5000個の空孔を測定して定めることとする。空孔の識別に際して、画像の端にかかる空孔は省いて解析を行う。画像解析ソフトとしては、例えば、imageJを使用することができる。
多孔質フィルム1の断面をSEMで観察した観察像において、多孔質フィルム1の空孔率Paは、25%以上であることが好ましい。空孔率Paが上記数値範囲を満たす場合、優れた通気度が実現されやすい。
多孔質フィルム1の空孔率Paの上限は、例えば45%である。多孔質フィルム1の空孔率Paの上限は、40%であってもよい。
多孔質フィルム1の断面をSEMで観察した観察像において、多孔質フィルム1の中央部100bの空孔率Pbは、25%以上であることが好ましい。空孔率Pbが上記数値範囲を満たす場合、優れた通気度が実現されやすい。
多孔質フィルム1の中央部100bの空孔率Pbの上限は、例えば45%である。多孔質フィルム1の中央部100bの空孔率Pbの上限は、40%であってもよい。
多孔質フィルム1におけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、330,000以下であることが好ましい。多孔質フィルム1における熱可塑性樹脂の重量平均分子量が330,000以下であると、多孔質フィルム1において空孔率の比率Rが90%以上であることが実現されやすい。
本発明者らの検討によると、多孔質フィルム1におけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量が330,000以下であると、分子鎖の絡み合いが少ないことにより、延伸工程において厚さ方向への収縮がより起こりにくい。したがって、このような構成を有する多孔質フィルム1では、厚さ方向Tにおける空孔の閉塞がより抑制されるので、空孔率の比率Rが90%以上であることが実現されやすい。
多孔質フィルム1におけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量の上限は、320,000、310,000、300,000、299,000、さらに298,000であってもよい。多孔質フィルム1におけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量の下限は、例えば、200,000である。フッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量の下限は、230,000であってもよい。
多孔質フィルム1におけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、以下に説明する方法により求めることができる。まず、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)分析用にサンプルを調製する。具体的には、GPC装置内で、8mgの多孔質フィルム1を、連続的に流れる測定溶媒(移動相:0.025重量%のBHTを含有するo-ジクロロベンゼン)に加えて、窒素雰囲気下で150℃の条件で振とうし、溶解させる。次に、孔径が10μmのインラインフィルターによって溶解液を熱ろ過し、ろ液を得る。得られたろ液を用いて、下記の測定条件で、多孔質フィルム1におけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量を求めることができる。
・GPC装置:Polymer Char社製、GPC-IR型 高温ゲル浸透クロマトグラフ(内蔵検出器:IR6型MCT赤外線検出器)
・カラム:TSKgel GMH6-HT(東ソー社製、7.5mm×300mm)×2本+TSKgel GMH6-HTL(東ソー社製、7.5mm×300mm)×2本
・カラム温度:140℃
・流量:1.0mL/分
・注入量:0.4mL
・カラム較正:単分散PS(東ソー社製、TSKgel標準ポリスチレン)
・分子量較正:相対的較正法(PS換算)
・解析ソフト:日本ウォーターズ社製、Empower3
・GPC装置:Polymer Char社製、GPC-IR型 高温ゲル浸透クロマトグラフ(内蔵検出器:IR6型MCT赤外線検出器)
・カラム:TSKgel GMH6-HT(東ソー社製、7.5mm×300mm)×2本+TSKgel GMH6-HTL(東ソー社製、7.5mm×300mm)×2本
・カラム温度:140℃
・流量:1.0mL/分
・注入量:0.4mL
・カラム較正:単分散PS(東ソー社製、TSKgel標準ポリスチレン)
・分子量較正:相対的較正法(PS換算)
・解析ソフト:日本ウォーターズ社製、Empower3
本実施形態において、多孔質フィルム1の厚さ方向Tの通気度は、JIS L1096:2010に定められた通気性測定B法(ガーレー形法)に準拠して求めた空気透過度(ガーレー通気度)により表して、20秒/100mL以下である。このように、多孔質フィルム1は、極めて優れた通気度を有する。
多孔質フィルム1のガーレー通気度の上限は、15秒/100mL、10秒/100mL、9秒/100mL、8秒/100mL、7秒/100mL、6秒/100mL、さらに5秒/100mLであってもよい。多孔質フィルム1のガーレー通気度の下限は、例えば、0.1秒/100mLである。多孔質フィルム1のガーレー通気度の下限は、0.5秒/100mL、1秒/100mL、さらに1.5秒/100mLであってもよい。
なお、多孔質フィルム1のサイズが、ガーレー形法における試験片のサイズ(約50mm×50mm)に満たない場合にも、測定冶具の使用により、ガーレー通気度の評価が可能である。測定冶具の一例は、貫通孔(直径1mm又は2mmの円形の断面を有する)が中央に設けられた、厚さ2mm、直径47mmのステンレス鋼(SUS)製円板である。この測定冶具を用いたガーレー通気度の測定は、以下のように実施できる。
測定冶具の貫通孔の開口を覆うように、測定冶具の一方の面に評価対象である多孔質フィルム1を固定する。固定は、ガーレー通気度の測定中、開口及び評価対象である多孔質フィルム1の有効試験部(固定した多孔質フィルム1の主面に垂直な方向から見て開口と重複する部分)のみを空気が通過し、かつ多孔質フィルム1の有効試験部における空気の通過を固定部分が阻害しないように行う。多孔質フィルム1の固定には、開口の形状と一致した形状を有する通気口が中心部に打ち抜かれた両面粘着テープを利用できる。両面粘着テープは、通気口の周と開口の周とが一致するように測定冶具と多孔質フィルム1との間に配置すればよい。次に、多孔質フィルム1を固定した測定冶具を、多孔質フィルム1の固定面が測定時の空気流の下流側となるようにガーレー形通気性試験機にセットして、100mLの空気が多孔質フィルムを通過する時間t1を測定する。次に、測定した時間t1を、JIS L1096:2010の通気性測定B法(ガーレー形法)に定められた有効試験面積642[mm2]あたりの値tに、式t={(t1)×(多孔質フィルムの有効試験部の面積[mm2])/642[mm2]}により換算し、得られた換算値tを、多孔質フィルム1のガーレー通気度とすることができる。上記円板を測定冶具として使用する場合、多孔質フィルム1の有効試験部の面積は、貫通孔の断面の面積である。なお、上記試験片のサイズを満たす多孔質フィルムに対して測定冶具を使用せずに測定したガーレー通気度と、多孔質フィルム1を細片化した後、測定冶具を使用して測定したガーレー通気度とがよく一致する、即ち、測定冶具の使用がガーレー通気度の測定値に実質的に影響しないことが、確認されている。
多孔質フィルム1の耐水圧は、JIS L1092:2009に定められた耐水度試験B法(高水圧法)により評価して、0.08MPa以上でありうる。このように、多孔質フィルム1は、高い耐水度を有しうる。
多孔質フィルム1の耐水圧の下限は、0.1MPaであってもよい。多孔質フィルム1の耐水圧の上限は、例えば、2.0MPaである。
多孔質フィルム1の耐水圧は、測定冶具の使用により、上記耐水度試験法に準拠して評価が可能である。測定冶具の一例は、直径1.6mmの貫通孔(円形の断面を有する)が中央に設けられた、厚さ2mm、直径47mmのSUS製円板である。この円板は、耐水圧を測定する際に加えられる水圧によって変形しない厚さを有する。この測定冶具を用いた耐水圧の測定は、以下のように実施できる。
測定冶具の貫通孔の開口を覆うように、測定冶具の一方の面に評価対象である多孔質フィルム1を固定する。固定は、耐水圧の測定中、多孔質フィルム1の固定部分から水が漏れないように行う。多孔質フィルム1の固定には、開口の形状と一致した形状を有する通水口(直径1.6mm)が中心部に打ち抜かれた両面粘着テープを利用できる。両面粘着テープは、通水口の周と開口の周とが一致するように測定冶具と多孔質フィルム1との間に配置すればよい。次に、多孔質フィルム1を固定した測定冶具を、多孔質フィルム1の固定面とは反対側の面が測定時の水圧印加面となるように試験装置にセットして、JIS L1092:2009に定められた耐水度試験B法(高水圧法)に従って耐水圧を測定する。ただし、耐水圧は、多孔質フィルム1の膜面の1か所から水が出たときの水圧に基づいて測定する。測定した耐水圧を、多孔質フィルム1の耐水圧とすることができる。試験装置には、JIS L1092:2009に例示されている耐水度試験装置と同様の構成を有するとともに、上記測定冶具をセット可能な試験片取付構造を有する装置を使用できる。
上述したように、多孔質フィルム1は、フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含む。フッ素を含まない熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂であると、空孔率の比率Rが90%以上である多孔質フィルム1が得られやすい。
ポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリメチルメンテン(PMP)樹脂を含む。
ポリオレフィン樹脂は、ポリメチルペンテン樹脂であってもよい。ポリメチルペンテン樹脂とは、ポリ(4-メチルペンテン-1)樹脂、ポリ(3-メチルペンテン-1)樹脂等のホモ重合体又は共重合体である。共重合体としては、ランダム共重合体及びブロック共重合体等がある。耐熱性や成形加工性の点からは、ポリ(4-メチルペンテン-1)樹脂のホモ重合体が好ましい。
ポリオレフィン樹脂は、ポリ(4-メチルペンテン-1)樹脂であってもよい。ポリ(4-メチルペンテン-1)樹脂は、4-メチルペンテン-1の単独重合体、又は4-メチルペンテン-1と少なくとも1種類のα-オレフィンとの共重合体を意味する。共重合体中に含まれる4-メチルペンテン-1とα-オレフィンとの組成比は、融点が180℃以上の範囲で調整することができる。
フッ素を含まない熱可塑性樹脂は、融点が180℃以上300℃以下である熱可塑性樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂の融点が180℃以上であると、多孔質フィルム1において十分な耐熱性が確保されうる。熱可塑性樹脂の融点が300℃以下であると、例えば、多孔質フィルム1を溶融成型によって作製することができる。
熱可塑性樹脂の融点は、200℃以上280℃以下であってもよく、さらに220℃以上260℃以下であってもよい。
多孔質フィルム1は、フィルム状又はシート状である。多孔質フィルム1の厚さは、1μm以上100μm以下であってもよい。厚さが上記数値範囲にある場合、空孔率の比率Rが90%以上である多孔質フィルム1が得られやすい。
多孔質フィルム1の厚さの下限は、5μmであってもよく、10μmであってもよい。多孔質フィルム1の厚さの上限は、90μmであってもよく、80μmであってもよい。
多孔質フィルム1の厚さは、例えばダイヤルゲージを用いて、多孔質フィルム1の任意の5点について厚さを測定し、これらの測定値の平均値として求めることができる。多孔質フィルム1の厚さは、多孔質フィルム1の断面をSEMで観察した観察像(例えば、図2参照)における任意の5点について厚さを測定し、これらの測定値の平均値として求めることもできる。
多孔質フィルム1は、複数のノード及び複数のフィブリルを有していてもよい。多孔質フィルム1の断面をSEMで観察したときに、厚さ方向に沿って複数のノードが含まれていてもよい。複数のノードは、多孔質フィルム1の厚さ方向Tの全体にわたって存在していてもよい。複数のノードは、多孔質フィルム1の厚さ方向にわたって均一に存在していることが好ましい。このような断面構造は、厚さ方向Tにおける空孔の閉塞が抑制されている場合に実現されやすい。例えば、図15Aは、後述する実施例1の多孔質フィルムの断面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。図15Aに示すように、実施例1の多孔質フィルムの断面を観察すると、複数のノードが、多孔質フィルム1の厚さ方向にわたって均一に存在している。
多孔質フィルム1の断面をSEMで観察したときに、隣接する塊状のノードと塊状のノードとの間が複数のフィブリルによって接続されていてもよいし、隣接する塊状のノードと塊状のノードとの間が複数のフィブリルによって接続されずにノード同士が直接連結していてもよい。
多孔質フィルム1の表面をSEMで観察したときに、多孔質フィルム1は、複数のノード及び複数のフィブリルにより形成された亀甲様構造を有していてもよい。上記亀甲様構造は、多孔質フィルム1の全体にわたって存在しうる。このような構造を有する多孔質フィルム1は、耐水度と通気度とを両立させることに適している。上記亀甲様構造は、例えば、多孔質フィルム1の主面を鉛直方向からSEMで観察することによって確認できる。
本開示において「複数のノード及び複数のフィブリルにより形成された亀甲様構造」とは、多孔質フィルム1の表面をSEMで観察することによって確認できる構造であって、複数のノードによって形成された島状領域が不規則に連結し、かつ、これら島状領域同士が複数のフィブリルにより接続されている構造を意味する。島状領域は、例えば、多角形状を有している。なお、多角形状領域は、必ずしもその外形が直線のみで構成されている必要はなく、一部の辺が円弧等の曲線である略多角形状領域も含む意味である。また、多角形状は六角形状に限らない。
島状領域のサイズは様々であってもよい。多孔質フィルム1の表面をSEMで観察したとき、サイズの異なる島状領域がランダムな位置に存在していてもよい。相対的にサイズの大きい島状領域を形成するノードの数は、相対的にサイズの小さい島状領域を形成するノードの数よりも多い。例えば、図15Bは、後述する実施例1の多孔質フィルムの表面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。図15Bに示すように、実施例1の多孔質フィルムの表面は、複数のノード及び複数のフィブリルにより形成された亀甲様構造を有しており、複数のノードによって形成されたサイズの異なる島状領域がランダムな位置に存在している。
多孔質フィルム1の表面をSEMで観察したとき、多孔質フィルム1のノードの円相当直径が2.5μm以上であることが好ましい。ノードの円相当直径が上記数値範囲にある場合、上記数値範囲を満たす通気度が実現されやすい。なお、本開示において、「ノードの円相当直径」、「ノードのFeret径」、及び「ノード間距離」に関し、「ノード」及び「複数のノードによって形成された島状領域」は同じ意味に用いる。
多孔質フィルム1のノードの円相当直径の上限は、例えば、10.0μmである。多孔質フィルム1のノードの円相当直径の上限は、9.0μmであってもよく、8.0μmであってもよく、7.0μmであってもよく、6.0μmであってもよく、さらに5.0μmであってもよい。
多孔質フィルム1の表面をSEMで観察したとき、多孔質フィルム1のノードのFeret径が2.5μm以上であることが好ましい。ノードのFeret径が上記数値範囲にある場合、上記数値範囲を満たす通気度が実現されやすい。
多孔質フィルム1のノードのFeret径の下限は、3.0μmであってもよい。多孔質フィルム1のノードのFeret径の上限は、例えば、10.0μmである。多孔質フィルム1のノードのFeret径の上限は、9.0μmであってもよく、8.0μmであってもよく、7.0μmであってもよく、6.0μmであってもよく、さらに5.0μmであってもよい。
多孔質フィルム1のノードの円相当直径及びノードのFeret径は、以下に説明する方法により求めることができる。まず、多孔質フィルム1の表面をSEMで観察する(例えば、図15B参照)。次に、画像解析ソフトを用いて得られたSEM観察像(又はその一部)を二値化処理する。得られた二値化像からノードを識別し、画像に含まれる各ノードの面積を算出する。各ノードについて、算出した面積から円相当直径を算出する。円相当直径とは、測定対象であるノードの面積と同じ面積を有する真円の直径である。算出した円相当直径の平均を多孔質フィルム1のノードの円相当直径とみなすことができる。また、二値化像に含まれる各ノードのFeret径を算出する。Feret径とは、ノードの輪郭線に接した平行な接線間の最大距離である。円相当直径及びFeret径は、50個以上、例えば100~1000個のノードを測定して定めることとする。なお、ノードの識別に際して、画像の端にかかるノードは省いて解析を行う。画像解析ソフトとしては、例えば、imageJを使用することができる。
多孔質フィルム1の表面をSEMで観察したとき、多孔質フィルム1のノード間の距離が3.0μm以上であることが好ましい。ノード間の距離が上記数値範囲にある場合、上記数値範囲を満たす通気度が実現されやすい。
多孔質フィルム1のノード間の距離の下限は、3.5μmであってもよく、4.0μmであってもよい。多孔質フィルム1のノード間の距離の上限は、例えば、10.0μmである。多孔質フィルム1のノード間の距離の上限は、9.0μmあってもよく、8.0μmあってもよく、7.0μmあってもよく、6.0μmであってもよく、5.0μmであってもよい。
多孔質フィルム1のノード間の距離は、以下に説明する方法により求めることができる。図20は、図1の多孔質フィルム1のノード間の距離の求め方を説明するための概略図である。まず、多孔質フィルム1のノードの円相当直径等について説明した方法と同様の方法により二値化像を得て、二値化画像からノードを識別する(図20参照)。図20に示すように、ノードAとノードBのノード間距離LABは、ノードAの重心cとノードBの重心cとの間の距離からノードAの円相当直径×1/2及びノードBの円相当直径×1/2を差し引いた値として求めることができる。このようにして、ノードAからの距離が1番目~3番目に近い3つのノード(ノードB、ノードC及びノードD)について、ノード間距離(LAB、LAC及びLAD)を求める。すなわち、ノードAからの距離が4番目以降のノード(ノードE)とのノード間距離(LAE)は採用しない。ただし、画像においてノードAと重なっているノード(ノードF)は、ノードAからの距離が1番目~3番目に近い3つのノードから除外する。このようにして求めたノードAに近い3つのノードとのノード間の距離の平均をノードAのノード間の距離とみなす。画像に含まれる各ノードについて、同様にしてノード間の距離を求める。求めたノード間の距離の平均値を多孔質フィルム1のノード間の距離とみなすことができる。
多孔質フィルム1は、複数の空孔を有する。多孔質フィルム1の表面をSEMで観察したとき、多孔質フィルム1の空孔の円相当直径が1.5μm以上であることが好ましい。空孔の円相当直径が上記数値範囲を満たす場合、上記数値範囲を満たす通気度が実現されやすい。
多孔質フィルム1の空孔の円相当直径の上限は、例えば、5.0μmである。多孔質フィルム1の空孔の円相当直径の上限は、4.0μmであってもよく、3.0μmであってもよく、2.0μmであってもよい。
多孔質フィルム1の表面をSEMで観察したとき、多孔質フィルム1の空孔のFeret径が2.1μm以上であることが好ましい。空孔のFeret径が上記数値範囲を満たす場合、上記数値範囲を満たす通気度が実現されやすい。
多孔質フィルム1の空孔のFeret径の下限は、2.2μmであってもよく、2.3μmであってもよく、2.4μmであってもよく、2.5μmであってもよい。多孔質フィルム1の空孔のFeret径の上限は、例えば、5.0μmである。多孔質フィルム1の空孔のFeret径の上限は、4.5μmであってもよく、4.0μmであってもよく、3.5μmであってもよく、3.0μmであってもよい。
多孔質フィルム1の空孔の円相当直径及び空孔のFeret径は、上述した多孔質フィルム1のノードの円相当直径及びノードのFeretを求める方法と同じ方法により求めることができる。ただし、得られた二値化像から空孔を識別する。なお、空孔の識別に際して、画像の端にかかる空孔は省いて解析を行う。
多孔質フィルム1の表面をSEMで観察したとき、多孔質フィルム1の表面における空孔率Psが25%以上であることが好ましい。表面における空孔率Psが上記数値範囲を満たす場合、上記数値範囲を満たす通気度が実現されやすい。
多孔質フィルム1の表面における空孔率Psの下限は、26%以上であってもよく、27%以上であってもよい。多孔質フィルム1の表面における空孔率Psの上限は、例えば50%である。多孔質フィルム1の表面における空孔率Psの上限は、45%であってもよく、40%であってもよく、35%であってもよく、30%であってもよい。
多孔質フィルム1の表面における空孔率Psは、上述した多孔質フィルム1のノードの円相当直径等を求める方法と同じ方法により求めることができる。ただし、得られた二値化像から空孔を識別し、画像に含まれる各空孔の面積を算出する。上記画像の面積に対する空孔の総面積の割合を算出することにより、多孔質フィルム1の表面における空孔率Psを求めることができる。表面における空孔率Psは、300個以上、例えば500~3000個の空孔を測定して定めることとする。
多孔質フィルム1は、延伸フィルムであってもよい。多孔質フィルム1が延伸フィルムであると、通気度、耐水度等の特性を制御しやすい。延伸フィルムは、二軸延伸フィルムであってもよく、一軸延伸フィルムであってもよい。
多孔質フィルム1の少なくとも一方の主面に、表面改質処理が施されていてもよい。表面改質処理として、例えば、撥液処理、化学処理、スパッタエッチング処理、プラズマ処理等が挙げられる。表面改質処理が施された領域では、多孔質フィルム1の接合性が向上する。
多孔質フィルム1の少なくとも一方の主面に、撥液処理が施されていてもよい。撥液処理は、多孔質フィルム1の表面に撥液剤を塗布するか、又は多孔質フィルム1を撥液剤に浸漬して行うのが一般的である。撥液剤は、特に限定されず、フッ素系撥液剤であってもよく、シリコーン系撥液剤であってもよく、アクリル系撥液剤であってもよい。フッ素系撥液剤は、例えば、アクリル系の主鎖に、フッ素で飽和した炭化水素側鎖(ペルフルオロアルキル基)を有する構造をしている。
[多孔質フィルムの製造方法]
上述した多孔質フィルム1は、例えば、以下の方法により製造することができる。
上述した多孔質フィルム1は、例えば、以下の方法により製造することができる。
多孔質フィルム1の製造方法は、例えば、二軸押出機を用いて、フッ素を含まない熱可塑性樹脂及び可塑剤を含む混合物を混練した後、混練物を押し出すこと(ステップS1)と、押し出された混練物を冷却しながら成形体を得ること(ステップS2)と、成形体を延伸してシート体を得ること(ステップS3)と、シート体から可塑剤を除去すること(ステップS4)とを含む。ステップS1において、二軸押出機の比エネルギーは、0.5kWh/kg以上である。当該製造方法によれば、例えば、空孔率の比率Rが90%以上である多孔質フィルム1を製造することができる。多孔質フィルム1は、厚さ方向Tにおける空孔の閉塞が抑制されており、通気度を向上させることに適している。
ステップS1からステップS2は、多孔質フィルム1の前駆体を作製するプロセスに相当する。ステップS3からステップS4は、多孔質構造を成長させるプロセスに相当する。
ステップS1は、二軸押出機(例えば、日本製鋼所社製、TEX25αIII)を用いて実施される。ステップS1において、二軸押出機の比エネルギーは、0.5kWh/kg以上である。二軸押出機の比エネルギーは、原料に対して二軸押出機で行った仕事を単位押出質量で除した値であって、混練度の指標として用いることができる。二軸押出機の比エネルギーが0.5kWh/kg以上であることにより、空孔率の比率Rが90%以上である多孔質フィルム1が実現されやすい。
ステップS1において、二軸押出機の比エネルギーは、0.6kWh/kg以上であってもよく、0.7kWh/kg以上であってもよい。
ステップS1では、混練物を表面温度が制御された金属製ロール上に押し出してもよい。混練物の押し出しには、フラットダイ(ハンガーコートダイ)を用いてもよい。フラットダイを用いることにより、混練物を広幅にして押し出すことができるので、ステップS2においてシート状の成形体を容易に得ることができる。
多孔質フィルム1に用いられる原料としてのフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、例えば、300,000以上800,000以下である。
フッ素を含まない熱可塑性樹脂として、例えば、ポリメチルペンテン樹脂を使用できる。
熱可塑性樹脂及び可塑剤を含む混合物には、多孔質フィルム1の特性に影響を及ぼさない範囲で、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1-ブテン、環状ポリオレフィン等の樹脂を混合してもよい。
可塑剤は、ポリメチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂と混合した際に樹脂の融点以上において混合物を形成し、かつ、混合物を冷却した際に熱誘起型相分離を発現する不揮発性溶媒である。可塑剤の形態は、常温において、液体であってもよく固体であってもよい。可塑剤は単独で使用してもよく、2種以上の可塑剤を混合して使用してもよい。このような可塑剤として、例えば、40℃での動粘度が50から150mm2/sのものが使用できる。
熱可塑性樹脂と可塑剤との混合比は、ステップS1において均一な混練物を得ることができ、かつ、ステップS2において成形体を形成することができるように設定される。具体的には、熱可塑性樹脂及び可塑剤を含む混合物における熱可塑性樹脂の重量比は、例えば、20重量%以上80重量%以下であり、好ましくは30重量%以上70重量%である。熱可塑性樹脂の重量比が20重量%以上であることにより、混合物の粘性が低下し過ぎることが回避される。熱可塑性樹脂の重量比が80重量%以下であることにより、良好な多孔質構造が得られやすい。
熱可塑性樹脂及び可塑剤を含む混合物には、さらに目的に応じて、酸化防止剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、紫外線吸収剤、着色剤、強度向上のための無機フィラー等の添加剤を混合してもよい。
ステップS2では、例えば、表面温度が制御された金属製ロールを用いて、混練物を冷却しながら延ばし、シート状の成形体を得る。金属製ロールは複数であってもよい。複数の金属製ロールを通過させることで、冷却しながらシート状の成形体を形成してもよい。
ステップS3において、成形体に対して少なくとも一軸方向に少なくとも1回の延伸を施す。ステップS3は、二軸延伸機を用いて実施される。少なくとも一軸方向の延伸には、縦方向の一軸延伸、横方向の一軸延伸、同時二軸延伸、及び逐次二軸延伸が含まれる。成形体に対して逐次に二軸延伸をしてもよく、成形体に対して同時に二軸延伸をしてもよい。ステップS3によって、成形体に気孔が発生する。また、複数のノードによって形成されたサイズの異なる島状領域がランダムな位置に存在する構造が形成される。
本実施形態の製造方法によれば、ステップS3における、厚さ方向Tへの収縮、特に中央部100bの収縮を抑制することができる。これにより、厚さ方向Tにおける空孔の閉塞が抑制されており、通気度を向上させることに適した多孔質フィルム1を製造することができる。
低分子量(例えば、重量平均分子量が300,000以下)の熱可塑性樹脂を用いて多孔質フィルムを製造しようとすると、延伸工程時に膜が破断しやすい。そのため、低分子量の熱可塑性樹脂を用いて多孔質フィルムを製造することは困難であると考えられていた。しかし、本実施形態の製造方法によれば、製造された多孔質フィルム1において、熱可塑性樹脂の重量平均分子量が330,000以下であることを実現することができる。多孔質フィルム1における熱可塑性樹脂の重量平均分子量が330,000以下であると、分子鎖の絡み合いが少ないことにより、ステップS3における、厚さ方向Tへの収縮、特に中央部100bの収縮をより抑制することができる。
延伸温度は、縦方向延伸及び横方向延伸のそれぞれにおいて、20℃から240℃であってもよく、50℃から230℃であってもよく、さらに100℃から220℃であってもよい。
延伸倍率は、縦方向及び/又は横方向の一軸方向の倍率で2.0倍から10.0倍であってもよく、2.0倍から8.0倍であってもよく、さらに2.0倍から5.0倍であってもよい。
延伸における歪み速度は、縦方向及び/又は横方向について1%/秒から10%/秒であってもよく、1%/秒から8%/秒であってもよく、さらに1%/秒から5%/秒であってもよい。歪み速度が上記数値範囲であると、延伸時に破断が生じにくく、生産性が向上する。
ステップS4では、例えば、抽出溶媒を用いて、シート体から可塑剤を除去する。これにより、多孔質フィルム1が得られる。
抽出溶媒としては、ポリメチルペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂に対して貧溶媒であるが、可塑剤に対して良溶媒であり、かつ、多孔質フィルム1の融点よりも沸点が低いものが好適に用いられる。このような抽出溶媒として、例えば、n-ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素類;塩化メチレン、1,1,1-トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類;エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトン、2-ブタノン等のケトン類が挙げられる。安全性等を考慮すると、アルコール類及びケトン類が好適に使用される。抽出溶媒として、メチルエチルケトン(MEK)を使用してもよい。
ステップS3とステップS4との間で、シート体に対して熱固定を実施してもよい。熱固定は、例えば、熱風循環式のオーブンを用いて実施することができる。熱固定を施すことにより、延伸後のシート体の熱収縮を低減することができる。熱固定の温度は、例えば、50℃から240℃である。熱固定の温度は、100℃から230℃であってもよく、さらに150℃から220℃であってもよい。
ステップS3の後、ステップS3とS4の間、又は、ステップS3の後とS4の後の両方において、ヒートセット処理を行ってもよい。ヒートセットの方法としては、テンターで幅方向を固定して連続的に熱処理炉に通す、適切な張力をかけて幅方向を固定せず連続的に熱処理炉に通す、ロールに捲回してバッチで熱処理炉に投入する等の方法が挙げられる。
[フィルム部材]
本発明のフィルム部材の一例を図3に示す。図3のフィルム部材2(2A)は、多孔質フィルム1を備える。図3のフィルム部材の変形例1を図4に示す。図4のフィルム部材2(2B)は、通気性支持材3をさらに備える。通気性支持材3は、多孔質フィルム1に積層されている。通気性支持材3により、フィルム部材2としての強度及び取扱性を向上できる。
本発明のフィルム部材の一例を図3に示す。図3のフィルム部材2(2A)は、多孔質フィルム1を備える。図3のフィルム部材の変形例1を図4に示す。図4のフィルム部材2(2B)は、通気性支持材3をさらに備える。通気性支持材3は、多孔質フィルム1に積層されている。通気性支持材3により、フィルム部材2としての強度及び取扱性を向上できる。
通気性支持材3は、通常、多孔質フィルム1に比べて厚さ方向に高い通気性を有する。通気性支持材3の例は、織布、不織布、ネット及びメッシュである。通気性支持材3を構成する材料の例は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、並びにアラミド樹脂である。通気性支持材3の形状は、フィルム部材2の主面に垂直に見て、多孔質フィルム1の形状と同じであってもよいし、異なっていてもよい。通気性支持材3は、フィルム部材2の主面に垂直に見て、多孔質フィルム1の周縁部に対応する周縁部を有していてもよい。
図4のフィルム部材2Bは、多孔質フィルム1の一方の面に配置された1つの通気性支持材3を備える。フィルム部材2は、2以上の通気性支持材3を備えていてもよい。フィルム部材2では、多孔質フィルム1の双方の面に通気性支持材3が配置されていてもよい。多孔質フィルム1と通気性支持材3とは、熱溶着及び超音波溶着等の溶着、接着剤又は粘着剤等により接合されていてもよい。
フィルム部材2は、上述した以外の任意の層及び/又は部材を備えていてもよい。
フィルム部材2の厚さは、例えば、1~300μmである。フィルム部材2の厚さは、50~200μmであってもよい。
フィルム部材2の目付は、例えば、1.0~200.0g/m2である。フィルム部材2の目付は、10.0~100.0g/m2であってもよい。
フィルム部材2は、多孔質フィルム1と同じ特性、例えば、厚さ方向のガーレー通気度及び/又は耐水圧を有しうる。
フィルム部材2には、撥液処理及び/又は着色処理が施されていてもよい。
フィルム部材2は、例えば、フィルター部材として使用できる。ただし、フィルム部材2の用途は、上記例に限定されない。
フィルム部材2の形状は、フィルム部材2の主面に垂直に見て、例えば、正方形及び長方形を含む多角形、円、楕円、帯状である。多角形の角は丸められていてもよい。ただし、フィルム部材2の形状は、上記例に限定されない。帯状のフィルム部材2が巻回されて、巻回体を構成してもよい。また、必要に応じて、はく離ライナーと積層された状態で巻回されてもよい。
図3のフィルム部材の変形例2(巻回体)を図5に示す。図5に示す巻回体10は、図3のフィルム部材2Aとはく離ライナー11とを含む。フィルム部材2Aとはく離ライナー11とは粘接着層12により互いに接合されている。巻回体10において、はく離ライナー11をフィルム部材2Aから剥離したときに形成される剥離面13は、フィルム部材2Aと粘接着層12との間に位置する。すなわち、巻回体10では、はく離ライナー11を剥離する際に粘接着層12がともにフィルム部材2Aから剥離され、粘接着層12が表面に形成されていないフィルム部材2Aが得られる。
本明細書において、「粘接着」は、「粘着」又は「接着」を意味する。例えば、「粘接着層」は、「粘着層」又は「接着層」を意味する。
本明細書において、「粘着」(Pressure-sensitive Adhesive)とは、JISで規定されているように、接着の一種であって、一時的な接着であり、わずかな圧力を加えただけで接着できる性質をいう。また、凝集力と弾性を有しているため、強く接着する反面、硬い平滑面からは剥がすこともできる性質をいう。粘着剤は柔らかい固体であり、接着剤のように状態の変化を起こさない。粘着剤は、そのままの状態で被着体に濡れ、剥離に抵抗するため、被着体同士を貼り合わせると瞬時に実用に耐える接着力を発揮できる。すなわち、粘着剤は、被着体に濡れていくための液体の性質(流動性)と、剥離に抵抗する固体の性質(凝集力)とを併せ持つ。粘着剤は、柔らかい固体であるので、圧力を加えたり、時間をかけたりすることによって、徐々に被着体への接触面積が増えていく。そして、この柔らかさを長時間保つことができるため、剥がしたい時に剥がせるという性質を有する。
本明細書において、「接着」(Adhesive)とは、JISで規定されているように、同種又は異種の固体の面と面を貼り合わせて一体化できる性質をいう。接着剤は、被着体同士を貼り合わせる時には流動性のある物質であり、被着体に濡れ、なじんでいく。その後、加熱や化学反応により固体に変化し、被着体同士の界面で強固に結びつき、剥離に抵抗する力を発揮する。すなわち、接着剤は、流動性のある物質で濡れ、固体で接着する。
巻回体10により供給された、粘接着層12が表面に形成されていないフィルム部材2Aは、任意の接合方法により筐体の開口に接合可能である。すなわち、フィルム部材2Aは、筐体の開口への接合方法の高い自由度を有する。接合方法は、例えば、フィルム部材2Aの表面に新たに配置した粘接着層による接合、熱溶着による接合、超音波溶着による接合である。
巻回体10により供給されたフィルム部材2Aは、必要に応じて、任意の形状に加工できる。すなわち、フィルム部材2Aは、形状の高い自由度を有する。ただし、「形状」には「サイズ」が含まれる。上述の点は、巻回体10によれば、防水膜として機能するフィルム部材2Aを筐体の開口への接合方法及び/又は形状の自由度が高い状態で供給できることを意味している。
また、巻回体10によれば、巻回時におけるフィルム部材2Aとはく離ライナー11とのズレが粘接着層12によって抑制される。巻回体10では、巻回時の巻締まり等に起因する故障(巻回体の形状異常)の発生を抑制できる。
[通気部材]
本発明の通気部材の一例を図6に示す。図6の通気部材4(4A)は、厚さ方向の通気度を有するとともに、当該方向への異物の透過を防ぐ部材として、上記で説明した多孔質フィルム1又はフィルム部材2を備える。通気部材4は、例えば、開口を有する面を持つ対象物の当該面に配置されて、当該開口における異物の透過を防ぎながら当該開口を介した通気を確保する部材である。この場合、通気部材4は、通常、対象物の開口を多孔質フィルム1又はフィルム部材2が覆うように配置される。図6の通気部材4Aは、多孔質フィルム1を備える。以下では、通気部材4が、厚さ方向の通気度を有するとともに、当該方向への異物の透過を防ぐ部材として多孔質フィルム1を備える場合を例として説明する。
本発明の通気部材の一例を図6に示す。図6の通気部材4(4A)は、厚さ方向の通気度を有するとともに、当該方向への異物の透過を防ぐ部材として、上記で説明した多孔質フィルム1又はフィルム部材2を備える。通気部材4は、例えば、開口を有する面を持つ対象物の当該面に配置されて、当該開口における異物の透過を防ぎながら当該開口を介した通気を確保する部材である。この場合、通気部材4は、通常、対象物の開口を多孔質フィルム1又はフィルム部材2が覆うように配置される。図6の通気部材4Aは、多孔質フィルム1を備える。以下では、通気部材4が、厚さ方向の通気度を有するとともに、当該方向への異物の透過を防ぐ部材として多孔質フィルム1を備える場合を例として説明する。
通気部材4(4A)は、多孔質フィルム1の一方の面の側に配置された粘接着層5を備える。多孔質フィルム1又と粘接着層5とは、直接、接合されている。通気部材4Aは、粘接着層5を介して、対象物の上記面に配置できる。
粘接着層5を構成する粘着剤の例は、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、エポキシ系粘着剤及びゴム系粘着剤である。高温下での通気部材4の使用を考慮する必要がある場合には、耐熱性に優れるアクリル系粘着剤又はシリコーン系粘着剤、特にシリコーン系粘着剤、を選択することが好ましい。粘接着層5は、基材レスの両面粘着テープであってもよい。粘着剤は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタン樹脂、メラミン樹脂及びポリエステル樹脂等の硬化性粘着剤であってもよい。
多孔質フィルム1の外周と粘接着層5の外周とは、多孔質フィルム1の主面に垂直に見て、一致している。また、粘接着層5の形状は、多孔質フィルム1の主面に垂直に見て、多孔質フィルム1の周縁部に対応する形状である。多孔質フィルム1において粘接着層5が接合していない領域を、通気部材4Aの通気領域とすることができる。ただし、粘接着層5の形状は、上記例に限定されない。
通気領域の面積は、例えば、40mm2以下である。通気領域の面積が当該範囲にある通気部材4は、例えば、小径の開口を有する対象物への配置に適している。通気領域の面積の下限は、例えば、0.008mm2である。ただし、通気領域の面積は、通気部材4が配置される対象物の種類によっては、より大きな範囲であってもよい。
図6の通気部材の変形例1を図7に示す。図7の通気部材4(4B)は、多孔質フィルム1の他方の面の側に配置された粘接着層5(5B)をさらに備える以外は、図6の通気部材4Aと同じ構成を有する。多孔質フィルム1は、一対の粘接着層5(5A,5B)により挟持されている。
図7に示すように、粘接着層5は、多孔質フィルム1の一方の面(第1主面1a)に接合された第1粘接着層5Aと、多孔質フィルム1の他方の面(第2主面1b)に接合された第2粘接着層5Bとを含んでいてもよい。
図6の通気部材の変形例2を図8に示す。図8の通気部材4(4C)は、多孔質フィルム1の一方の面の側に配置された基材層6をさらに備えるとともに、多孔質フィルム1と粘接着層5とが基材層6を介して接合されている以外は、図6の通気部材4Aと同じ構成を有する。基材層6により、通気部材4の強度及び取扱性を向上でき、取扱時や対象物への配置時における多孔質フィルム1の破損を抑制できる。
基材層6を構成する材料の例は、PE及びPP等のポリオレフィン、PET等のポリエステル、シリコーン樹脂、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、並びにアルミニウム及びステンレス等の金属である。フッ素樹脂の例は、PTFE、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体(ETFE)である。ただし、基材層6を構成する材料は、上記例に限定されない。
多孔質フィルム1の外周と基材層6の外周とは、多孔質フィルム1の主面に垂直に見て、一致している。また、基材層6の形状は、多孔質フィルム1の主面に垂直に見て、多孔質フィルム1の周縁部に対応する形状である。多孔質フィルム1における基材層6が接合していない領域を、通気部材4Cの通気領域とすることができる。ただし、基材層6の形状は、上記例に限定されない。
多孔質フィルム1と基材層6とは、粘着剤又は接着剤によって接合されていてもよいし、熱溶着及び超音波溶着等の溶着により接合されていてもよい。多孔質フィルム1と基材層6とは、粘接着層によって接合されていてもよい。当該粘接着層は、粘接着層5と同じ構成を有しうる。基材層6は、片面粘着テープ又は両面粘着テープであってもよい。
図6の通気部材の変形例3を図9に示す。図9の通気部材4(4D)は、多孔質フィルム1の他方の面の側に配置された基材層6(6B)をさらに備える以外は、図8の通気部材4Cと同じ構成を有する。多孔質フィルム1は、一対の基材層6(6A,6B)により挟持されている。この挟持構造により、通気部材4の強度及び取扱性をさらに向上できる。
図9に示すように、基材層6は、多孔質フィルム1の一方の面(第1主面1a)に接合された第1基材層6Aと、多孔質フィルム1の他方の面(第2主面1b)に接合された第2基材層6Bとを含んでいてもよい。
図6の通気部材の変形例4を図10に示す。図10の通気部材4(4E)は、はく離ライナー7をさらに備えるとともに、粘接着層5(5B)を介して多孔質フィルム1とはく離ライナー7とが接合されている以外は、図7の通気部材4Bと同じ構成を有する。
図10に示すように、通気部材4(4E)は、はく離ライナー7をさらに備え、はく離ライナー7と多孔質フィルム1の間に第2粘接着層5Bが配置され、はく離ライナー7に第2粘接着層5Bが接合されていてもよい。
はく離ライナー7は、多孔質フィルム1の主面に垂直に見て、多孔質フィルム1の外周よりも外方に突出したタブを有する。通気部材4Eは、タブを把持することで取扱いや対象物の表面への配置が可能である。はく離ライナー7は、通常、通気部材4Eの使用時に除去される。はく離ライナー7は、例えば、基材層6を構成する材料と同様の材料により構成されうる。
図6の通気部材の変形例5を図11に示す。図11の通気部材4(4F)は、はく離ライナー7をさらに備えるとともに、粘接着層5(5B)を介して基材層6(6B)はく離ライナー7とが接合されている以外は、図9の通気部材4Dと同じ構成を有する。
[部材供給用シート]
通気部材4は、例えば、部材供給用シートにより供給可能である。通気部材4の供給態様である部材供給用シートの一例を図12に示す。図12の部材供給用シート20(20A)は、開口を有する面を持つ対象物の面に配置される通気部材4(4A)と、通気部材4(4A)が表面に配置された基材シート9とを備える。部材供給用シート20Aは、通気部材4として通気部材4Aを備えている。通気部材4Aは、対象物の面に配置されたときに開口を覆う形状を有する多孔質フィルム1と、多孔質フィルム1に接合された粘接着層5とを備える。
通気部材4は、例えば、部材供給用シートにより供給可能である。通気部材4の供給態様である部材供給用シートの一例を図12に示す。図12の部材供給用シート20(20A)は、開口を有する面を持つ対象物の面に配置される通気部材4(4A)と、通気部材4(4A)が表面に配置された基材シート9とを備える。部材供給用シート20Aは、通気部材4として通気部材4Aを備えている。通気部材4Aは、対象物の面に配置されたときに開口を覆う形状を有する多孔質フィルム1と、多孔質フィルム1に接合された粘接着層5とを備える。
通気部材4(4A)は、粘接着層5を介して基材シート9上に配置されている。部材供給用シート20(20A)によれば、例えば、対象物の面に配置する工程に対して通気部材4を効率的に供給できる。
通気部材4は、基材シート9における通気部材4の配置面に設けられた粘接着層を介して、基材シート9上に配置されていてもよい。配置面の粘接着層は、弱粘接着性であることが好ましい。
図示は省略するが、基材シート9の表面に、複数の通気部材4が配置されていてもよい。
基材シート9を構成する材料の例は、紙、金属、樹脂及びこれらの複合材料である。金属は、例えば、ステンレス及びアルミニウムである。樹脂は、例えば、PET等のポリエステル、PE及びPP等のポリオレフィンである。ただし、基材シート9を構成する材料は、上記例に限定されない。基材シート9は、枚葉状であっても帯状であってもよい。基材シート9が帯状である場合、部材供給用シート20は、巻回されて巻回体を構成してもよい。
通気部材4が配置される対象物の例は、電子機器の筐体及び車両用電装部品の筐体である。通気部材4は、筐体の外面及び/又は内面に配置できる。このとき、開口は、筐体に設けられた通気口及び/又は通音口であってもよい。電子機器の例は、スマートウォッチ及びリストバンド等のウェアラブルデバイス;アクションカメラ及び防犯カメラを含む各種のカメラ;携帯電話、スマートフォン及びタブレット等の情報通信機器;仮想現実(VR)機器;拡張現実(AR)機器;並びにセンサー機器である。車両用電装部品の例は、ランプ及びECUである。ただし、対象物は、上記例に限定されない。
通気部材4の配置により通過が防がれる異物は、例えば、塵埃等の粒子、水滴等の液体の水である。
図12の部材供給用シートの変形例1を図13に示す。図13の部材供給用シート20(20B)は、通気部材4として図10の通気部材4Eを備えている以外は、図12の部材供給用シート20Aと同じ構成を有する。
図12の部材供給用シートの変形例2を図14に示す。図14の部材供給用シート20(20C)は、通気部材4として図11の通気部材4Fを備えている以外は、図12の部材供給用シート20Aと同じ構成を有する。
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。
[実施例1]
フッ素を含まない熱可塑性樹脂として、ポリ(4-メチルペンテン-1)樹脂(三井化学社製、RT18、重量平均分子量:499,000)を用いた。可塑剤として、40℃での動粘度が110mm2/sの流動パラフィン(MORESCO社製)を準備した。酸化防止剤として、ペンタエリトリトールテトラキス(3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート(東京化成工業社製)を用いた。タンブラーにおいて、熱可塑性樹脂100重量部に酸化防止剤0.15重量部をドライブレンドし、混合物を得た。二軸押出機(日本製鋼所社製、TEX25αIII)を用いて、混合物50重量部及び可塑剤50重量部を混練した後、ハンガーコートダイによって混練物を表面温度が制御された金属製ロール上に押し出した。二軸押出機の比エネルギーは、0.71kWh/kgに設定した。二軸押出機の押出機シリンダー温度を235℃に設定し、押し出しを実施した。金属製ロールを用いて、押し出された混練物を冷却しながら延ばすことにより、厚さ129.7μmのシート状の成形体を得た。次いで、二軸延伸機を使用して、延伸温度100℃、延伸倍率2倍(縦方向)×2倍(横方向)の条件で、成形体に同時二軸延伸を実施した。延伸における歪み速度は、縦方向及び横方向ともに1%/秒(0.655mm/秒)であった。これにより、シート体を得た。延伸は、延伸温度に設定した炉内に成形体を投入してから5分後に実施した。最後に、抽出溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)を用いて、常温のMEKにシート体を2分浸漬して抽出操作を行った。これにより、シート体から可塑剤を除去した。抽出操作は、シート体の収縮を抑制するために、ステンレス鋼枠に固定した状態で実施した。このようにして、実施例1の多孔質フィルムを得た。実施例1の多孔質フィルムの厚さは、80.0μmであり、多孔質フィルムにおけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は298,000であった。
フッ素を含まない熱可塑性樹脂として、ポリ(4-メチルペンテン-1)樹脂(三井化学社製、RT18、重量平均分子量:499,000)を用いた。可塑剤として、40℃での動粘度が110mm2/sの流動パラフィン(MORESCO社製)を準備した。酸化防止剤として、ペンタエリトリトールテトラキス(3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート(東京化成工業社製)を用いた。タンブラーにおいて、熱可塑性樹脂100重量部に酸化防止剤0.15重量部をドライブレンドし、混合物を得た。二軸押出機(日本製鋼所社製、TEX25αIII)を用いて、混合物50重量部及び可塑剤50重量部を混練した後、ハンガーコートダイによって混練物を表面温度が制御された金属製ロール上に押し出した。二軸押出機の比エネルギーは、0.71kWh/kgに設定した。二軸押出機の押出機シリンダー温度を235℃に設定し、押し出しを実施した。金属製ロールを用いて、押し出された混練物を冷却しながら延ばすことにより、厚さ129.7μmのシート状の成形体を得た。次いで、二軸延伸機を使用して、延伸温度100℃、延伸倍率2倍(縦方向)×2倍(横方向)の条件で、成形体に同時二軸延伸を実施した。延伸における歪み速度は、縦方向及び横方向ともに1%/秒(0.655mm/秒)であった。これにより、シート体を得た。延伸は、延伸温度に設定した炉内に成形体を投入してから5分後に実施した。最後に、抽出溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)を用いて、常温のMEKにシート体を2分浸漬して抽出操作を行った。これにより、シート体から可塑剤を除去した。抽出操作は、シート体の収縮を抑制するために、ステンレス鋼枠に固定した状態で実施した。このようにして、実施例1の多孔質フィルムを得た。実施例1の多孔質フィルムの厚さは、80.0μmであり、多孔質フィルムにおけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は298,000であった。
図15Aは、実施例1の多孔質フィルムの断面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。図15Bは、実施例1の多孔質フィルムの表面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。
[実施例2]
押し出しの際に二軸押出機の処理量及び金属製ロールの引き取り速度を制御することにより、厚さ105.7μmのシート状の成形体を得た。延伸倍率1.75倍(縦方向)×1.75倍(横方向)の条件で、成形体に同時二軸延伸を実施した。これらを除いて、実施例1と同じ方法により、実施例2の多孔質フィルムを得た。実施例2の多孔質フィルムの厚さは、66.5μmであり、多孔質フィルムにおけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は298,000であった。
押し出しの際に二軸押出機の処理量及び金属製ロールの引き取り速度を制御することにより、厚さ105.7μmのシート状の成形体を得た。延伸倍率1.75倍(縦方向)×1.75倍(横方向)の条件で、成形体に同時二軸延伸を実施した。これらを除いて、実施例1と同じ方法により、実施例2の多孔質フィルムを得た。実施例2の多孔質フィルムの厚さは、66.5μmであり、多孔質フィルムにおけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は298,000であった。
図16Aは、実施例2の多孔質フィルムの断面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。図16Bは、実施例2の多孔質フィルムの表面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。
[実施例3]
押し出しの際に二軸押出機の処理量及び金属製ロールの引き取り速度を制御することにより、厚さ108.0μmのシート状の成形体を得た。延伸倍率2.25倍(縦方向)×2.25倍(横方向)の条件で、成形体に同時二軸延伸を実施した。これらを除いて、実施例1と同じ方法により、実施例3の多孔質フィルムを得た。実施例3の多孔質フィルムの厚さは、58.1μmであり、多孔質フィルムにおけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は298,000であった。
押し出しの際に二軸押出機の処理量及び金属製ロールの引き取り速度を制御することにより、厚さ108.0μmのシート状の成形体を得た。延伸倍率2.25倍(縦方向)×2.25倍(横方向)の条件で、成形体に同時二軸延伸を実施した。これらを除いて、実施例1と同じ方法により、実施例3の多孔質フィルムを得た。実施例3の多孔質フィルムの厚さは、58.1μmであり、多孔質フィルムにおけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は298,000であった。
図17Aは、実施例3の多孔質フィルムの断面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。図17Bは、実施例3の多孔質フィルムの表面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。
[比較例1]
押し出しの際に二軸押出機の比エネルギーを0.41kWh/kgに設定した。これにより、厚さ125.7μmのシート状の成形体を得た。これを除いて、実施例1と同じ方法により、比較例1の多孔質フィルムを得た。比較例1の多孔質フィルムの厚さは、53.0μmであり、多孔質フィルムにおけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は332,000であった。
押し出しの際に二軸押出機の比エネルギーを0.41kWh/kgに設定した。これにより、厚さ125.7μmのシート状の成形体を得た。これを除いて、実施例1と同じ方法により、比較例1の多孔質フィルムを得た。比較例1の多孔質フィルムの厚さは、53.0μmであり、多孔質フィルムにおけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は332,000であった。
図18Aは、比較例1の多孔質フィルムの断面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。図18Bは、比較例1の多孔質フィルムの表面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。
[比較例2]
押し出しの際に二軸押出機の比エネルギーを0.22kWh/kgに設定した。これにより、厚さ126.7μmのシート状の成形体を得た。これを除いて、実施例1と同じ方法により、比較例2の多孔質フィルムを得た。比較例2の多孔質フィルムの厚さは、42.0μmであり、多孔質フィルムにおけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は340,000であった。
押し出しの際に二軸押出機の比エネルギーを0.22kWh/kgに設定した。これにより、厚さ126.7μmのシート状の成形体を得た。これを除いて、実施例1と同じ方法により、比較例2の多孔質フィルムを得た。比較例2の多孔質フィルムの厚さは、42.0μmであり、多孔質フィルムにおけるフッ素を含まない熱可塑性樹脂の重量平均分子量は340,000であった。
図19Aは、比較例2の多孔質フィルムの断面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。図19Bは、比較例2の多孔質フィルムの表面をSEMで観察した結果を示す図(1000倍)である。
実施例1~3及び比較例1~2の多孔質フィルムの製造条件等を表1に示す。
上記で多孔質フィルムについて説明した方法により実施例1~3及び比較例1~2の多孔質フィルムについて、厚さ方向における多孔質フィルム全体の空孔率Pa及び中央部の空孔率Pb、空孔率の比率R、ガーレー通気度、耐水圧、多孔質フィルムにおける熱可塑性樹脂の重量平均分子量を評価した。評価結果を表2に示す。
さらに、上記で多孔質フィルムについて説明した方法により実施例1~3及び比較例1~2の多孔質フィルムについて、表面における空孔率Ps、ノードの空孔の円相当直径等、空孔の円相当直径等を求めた。評価結果を表3に示す。
表2から分かるように、実施例1~3の多孔質フィルムは、厚さ方向における空孔率の比率Rが90%以上であり、厚さ方向における空孔の閉塞が抑制されていた。表3から分かるように、実施例1~3の多孔質フィルムは、表面における空孔の円相当直径が1.5μm以上であり、かつ、表面における空孔のFeret径が2.1μm以上であった。実施例1~3の多孔質フィルムは、ガーレー通気度が20秒/100mL以下であり、極めて優れた通気度を有していた。
また、図15A、図16A及び図17Aと図18A、図19Aとの比較から分かるように、実施例1~3の多孔質フィルムは、比較例1~2の多孔質フィルムに比べて、厚さ方向における収縮、特に中央部の収縮が抑制されていた。この結果から、実施例1~3の多孔質フィルムでは、押し出しの際に二軸押出機の比エネルギーを0.5kWh/kg以上に制御したことにより、延伸工程において厚さ方向への収縮、特に中央部の収縮が抑制され、これにより厚さ方向における空孔の閉塞が抑制されたと推測される。
以上の結果から、実施例1~3の多孔質フィルムは、通気度を向上させることに適していることが理解される。
本発明の技術は、例えば、防水通気膜、防水通音膜、蓄電デバイス用セパレータ等に適用できる。
Claims (11)
- フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含む多孔質フィルムであって、
前記多孔質フィルムの厚さ方向に平行な断面を走査型電子顕微鏡で観察した観察像において、前記厚さ方向に沿って前記多孔質フィルムの一端を起点として1/3から2/3までの範囲を前記多孔質フィルムの中央部と定義したとき、前記多孔質フィルム全体の空孔率に対する前記中央部の空孔率の比率が、90%以上である、
多孔質フィルム。 - 前記多孔質フィルムにおける前記熱可塑性樹脂の重量平均分子量が、330,000以下である、
請求項1に記載の多孔質フィルム。 - 前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂である、
請求項1に記載の多孔質フィルム。 - 延伸フィルムである、
請求項1に記載の多孔質フィルム。 - 空孔の円相当直径が1.5μm以上である、
請求項1に記載の多孔質フィルム。 - 空孔のFeret径が2.1μm以上である、
請求項1に記載の多孔質フィルム。 - フッ素を含まない熱可塑性樹脂を主成分として含み、
ガーレー通気度が20秒/100mL以下である、
多孔質フィルム。 - 耐水圧が0.08MPa以上である、
請求項7に記載の多孔質フィルム。 - 二軸押出機を用いて、フッ素を含まない熱可塑性樹脂及び可塑剤を含む混合物を混練した後、混練物を押し出すことと、
押し出された前記混練物を冷却しながら成形体を得ることと、
前記成形体を延伸してシート体を得ることと、
前記シート体から前記可塑剤を除去することと、を含み、
前記二軸押出機の比エネルギーが、0.5kWh/kg以上である、
多孔質フィルムの製造方法。 - 請求項1~8のいずれか1項に記載の多孔質フィルムと、
前記多孔質フィルムに接合された粘接着層と、を備えた、
通気部材。 - 開口を有する面を持つ対象物の前記面に配置される通気部材と、前記通気部材が表面に配置された基材シートと、を備えた部材供給用シートであって、
前記通気部材は、
前記面に配置されたときに前記開口を覆う形状を有する多孔質フィルムと、
前記多孔質フィルムに接合された粘接着層と、を備え、
前記多孔質フィルムが、請求項1~8のいずれか1項に記載の多孔質フィルムである、
部材供給用シート。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05169864A (ja) * | 1991-12-20 | 1993-07-09 | Oji Paper Co Ltd | 染料熱転写受像シート |
| JP2012020280A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-02-02 | Nitto Denko Corp | 防水通気フィルタおよびその使用 |
| JP2013032491A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-02-14 | Toray Ind Inc | 芳香族ポリアミド多孔質膜ならびに電池用セパレータおよびその製造方法 |
| WO2020179101A1 (ja) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | 旭化成株式会社 | ポリオレフィン微多孔膜 |
| JP2022158153A (ja) * | 2021-04-01 | 2022-10-17 | 日東電工株式会社 | 部材供給用シート |
| WO2022260085A1 (ja) * | 2021-06-09 | 2022-12-15 | 株式会社村田製作所 | 多孔質樹脂シート、金属層付き多孔質樹脂シート、電子回路基板、多孔質樹脂シートの製造方法、金属層付き多孔質樹脂シートの製造方法、及び、電子回路基板の製造方法 |
| WO2023176552A1 (ja) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | 株式会社ユポ・コーポレーション | シート及び印刷用紙 |
| WO2024253193A1 (ja) * | 2023-06-09 | 2024-12-12 | 日東電工株式会社 | 多孔質膜、フィルター部材及び部材供給アセンブリ |
-
2025
- 2025-05-23 WO PCT/JP2025/018828 patent/WO2025249338A1/ja active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05169864A (ja) * | 1991-12-20 | 1993-07-09 | Oji Paper Co Ltd | 染料熱転写受像シート |
| JP2012020280A (ja) * | 2010-06-16 | 2012-02-02 | Nitto Denko Corp | 防水通気フィルタおよびその使用 |
| JP2013032491A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-02-14 | Toray Ind Inc | 芳香族ポリアミド多孔質膜ならびに電池用セパレータおよびその製造方法 |
| WO2020179101A1 (ja) * | 2019-03-04 | 2020-09-10 | 旭化成株式会社 | ポリオレフィン微多孔膜 |
| JP2022158153A (ja) * | 2021-04-01 | 2022-10-17 | 日東電工株式会社 | 部材供給用シート |
| WO2022260085A1 (ja) * | 2021-06-09 | 2022-12-15 | 株式会社村田製作所 | 多孔質樹脂シート、金属層付き多孔質樹脂シート、電子回路基板、多孔質樹脂シートの製造方法、金属層付き多孔質樹脂シートの製造方法、及び、電子回路基板の製造方法 |
| WO2023176552A1 (ja) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | 株式会社ユポ・コーポレーション | シート及び印刷用紙 |
| WO2024253193A1 (ja) * | 2023-06-09 | 2024-12-12 | 日東電工株式会社 | 多孔質膜、フィルター部材及び部材供給アセンブリ |
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